• 6、【Linux网络编程】socket setsockopt()函数


    功能描述:

      获取或者设置与某个套接字关联的选项。选项可能存在于多层协议中,它们总会出现在最上面的套接字层。当操作套接字选项时,选项位于的层和选项的名称必须给出。为了操作套接字层的选项,应该将层的值指定为SOL_SOCKET。为了操作其它层的选项,控制选项的合适协议号必须给出。例如,为了表示一个选项由TCP协议解析,层应该设定为协议号TCP。

    头文件:

    1 #include <sys/types.h>
    2 #include <sys/socket.h>

    函数原型:

    1 int getsockopt(int sock, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);
    2 int setsockopt(int sock, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

    参数:

    1 sock:将要被设置或者获取选项的套接字。
    2 level:选项所在的协议层。
    3 optname:需要访问的选项名。
    4 optval:对于getsockopt(),指向返回选项值的缓冲。对于setsockopt(),指向包含新选项值的缓冲。
    5 optlen:对于getsockopt(),作为入口参数时,选项值的最大长度。作为出口参数时,选项值的实际长度。对于setsockopt(),现选项的长度。

    返回说明:

    成功执行时,返回0。失败返回-1,errno被设为以下的某个值  
    EBADF:sock不是有效的文件描述词
    EFAULT:optval指向的内存并非有效的进程空间
    EINVAL:在调用setsockopt()时,optlen无效
    ENOPROTOOPT:指定的协议层不能识别选项
    ENOTSOCK:sock描述的不是套接字
    

     参数详细说明:

    level指定控制套接字的层次.可以取三种值:

    1)SOL_SOCKET:通用套接字选项.
    2)IPPROTO_IP:IP选项.
    3)IPPROTO_TCP:TCP选项.

    optname指定控制的方式(选项的名称)

    选项名称        说明                  数据类型
    ========================================================================
                SOL_SOCKET
    ------------------------------------------------------------------------
    SO_BROADCAST      允许发送广播数据            int
    SO_DEBUG        允许调试                int
    SO_DONTROUTE      不查找路由                 int
    SO_ERROR        获得套接字错误             int
    SO_KEEPALIVE      保持连接                 int
    SO_LINGER        延迟关闭连接              struct linger
    SO_OOBINLINE      带外数据放入正常数据流          int
    SO_RCVBUF        接收缓冲区大小              int
    SO_SNDBUF        发送缓冲区大小              int
    SO_RCVLOWAT       接收缓冲区下限               int
    SO_SNDLOWAT       发送缓冲区下限             int
    SO_RCVTIMEO       接收超时                struct timeval
    SO_SNDTIMEO       发送超时                struct timeval
    SO_REUSERADDR      允许重用本地地址和端口            int
    SO_TYPE         获得套接字类型                int
    SO_BSDCOMPAT      与BSD系统兼容                int
    ========================================================================
                IPPROTO_IP
    ------------------------------------------------------------------------
    IP_HDRINCL       在数据包中包含IP首部            int
    IP_OPTINOS       IP首部选项                 int
    IP_TOS         服务类型
    IP_TTL         生存时间                    int
    ========================================================================
                IPPRO_TCP
    ------------------------------------------------------------------------
    TCP_MAXSEG       TCP最大数据段的大小           int
    TCP_NODELAY       不使用Nagle算法               int
    ========================================================================

      SO_RCVBUF和SO_SNDBUF每个套接口都有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区,使用这两个套接口选项可以改变缺省缓冲区大小。

    1  // 接收缓冲区
    2 int nRecvBuf=32*1024;         //设置为32K
    3 setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));
    4 
    5 //发送缓冲区
    6 int nSendBuf=32*1024;//设置为32K
    7 setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));

    结合原理说明:

      1.每个套接口都有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区。 接收缓冲区被TCP和UDP用来将接收到的数据一直保存到由应用进程来读。       TCP:TCP通告另一端的窗口大小。 TCP套接口接收缓冲区不可能溢出,因为对方不允许发出超过所通告窗口大小的数据。 这就是TCP的流量控制,如果对方无视窗口大小而发出了超过窗口大小的数据,则接收方TCP将丢弃它。

       UDP:当接收到的数据报装不进套接口接收缓冲区时,此数据报就被丢弃。UDP是没有流量控制的;快的发送者可以很容易地就淹没慢的接收者,导致接收方的UDP丢弃数据报。
      2.我们经常听说tcp协议的三次握手,但三次握手到底是什么,其细节是什么,为什么要这么做呢?
            第一次:客户端发送连接请求给服务器,服务器接收;
            第二次:服务器返回给客户端一个确认码,附带一个从服务器到客户端的连接请求,客户机接收,确认客户端到服务器的连接.
            第三次:客户机返回服务器上次发送请求的确认码,服务器接收,确认服务器到客户端的连接.
            我们可以看到:
        (1)tcp的每个连接都需要确认.
        (2)客户端到服务器和服务器到客户端的连接是独立的.
    我们再想想tcp协议的特点:连接的,可靠的,全双工的,实际上tcp的三次握手正是为了保证这些特性的实现.

      3.setsockopt的用法

      (1)closesocket(一般不会立即关闭而经历TIME_WAIT的过程)后想继续重用该socket:

    1 bool bReuseaddr=TRUE;
    2 setsockopt(s,SOL_SOCKET ,SO_REUSEADDR,(const char*)&bReuseaddr,sizeof(BOOL));
      (2)如果要已经处于连接状态的soket在调用closesocket后强制关闭,不经历TIME_WAIT的过程:
    1 bool bDontLinger = FALSE;
    2 setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_DONTLINGER,(const char*)&bDontLinger,sizeof(BOOL));

      (3)在send(),recv()过程中有时由于网络状况等原因,发收不能预期进行,而设置收发时限:

    1 int nNetTimeout=1000;//1秒
    2 //发送时限
    3 setsockopt(socket,SOL_S0CKET,SO_SNDTIMEO,(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));
    4 //接收时限
    5 setsockopt(socket,SOL_S0CKET,SO_RCVTIMEO,(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));

      (4)在send()的时候,返回的是实际发送出去的字节(同步)或发送到socket缓冲区的字节(异步);系统默认的状态发送和接收一次为8688字节(约为8.5K);在实际的过程中发送数据和接收数据量比较大,可以设置socket缓冲区,而避免了send(),recv()不断的循环收发:

    1 // 接收缓冲区
    2 int nRecvBuf=32*1024;//设置为32K
    3 setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));
    4 //发送缓冲区
    5 int nSendBuf=32*1024;//设置为32K
    6 setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));

      (5)如果在发送数据的时,希望不经历由系统缓冲区到socket缓冲区的拷贝而影响程序的性能:

    1 int nZero=0;
    2 setsockopt(socket,SOL_S0CKET,SO_SNDBUF,(char *)&nZero,sizeof(nZero));

      (6)同上在recv()完成上述功能(默认情况是将socket缓冲区的内容拷贝到系统缓冲区):

    1 int nZero=0;
    2 setsockopt(socket,SOL_S0CKET,SO_RCVBUF,(char *)&nZero,sizeof(int));

      (7)一般在发送UDP数据报的时候,希望该socket发送的数据具有广播特性:

    1 bool bBroadcast=TRUE;
    2 setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(const char*)&bBroadcast,sizeof(bool));

      (8)在client连接服务器过程中,如果处于非阻塞模式下的socket在connect()的过程中可以设置connect()延时,直到accpet()被呼叫(本函数设置只有在非阻塞的过程中有显著的作用,在阻塞的函数调用中作用不大)

    1 bool bConditionalAccept=TRUE;
    2 setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_CONDITIONAL_ACCEPT,(const char*)&bConditionalAccept,sizeof(bool));

      (9)如果在发送数据的过程中(send()没有完成,还有数据没发送)而调用了closesocket(),以前我们一般采取的措施是"从容关闭"shutdown(s,SD_BOTH),但是数据是肯定丢失了,如何设置让程序满足具体应用的要求(即让没发完的数据发送出去后在关闭socket)?

    1 struct linger {
    2     u_short l_onoff;
    3     u_short l_linger;
    4 };
    5 linger m_sLinger;
    6 m_sLinger.l_onoff=1;//(在closesocket()调用,但是还有数据没发送完毕的时候容许逗留)
    7 // 如果m_sLinger.l_onoff=0;则功能和2.)作用相同;
    8 m_sLinger.l_linger=5;//(容许逗留的时间为5秒)
    9 setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_LINGER,(const char*)&m_sLinger,sizeof(linger));
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