1. 基本套接字函数
（1）socket函数原型
socket(建立一个socket文件描述符)
所需头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数说明
建立一个socket文件描述符
函数原型
int socket(int domain, int type, int protocol)
函数传入值
domain
AF_INET：IPv4协议
AF_INET6：IPv6协议
AF_LOCAL：Unix域协议
AF_ROUTE：路由套接口
AF_KEY：密钥套接口
type
SOCKET_STREAM：双向可靠数据流，对应TCP
SOCKET_DGRAM：双向不可靠数据报，对应UDP
SOCKET_RAW：提供传输层以下的协议，可以访问内部网络接口，例如接收和发送ICMP报文
protocol
type为SOCKET_RAW时需要设置此值说明协议类型，其他类型设置为0即可
函数返回值
成功：socket文件描述符
失败：-1，失败原因存于error中
表18-1列出了当进行socket调用时，中协议簇（domain）与类型(type)可能产生的组合。
表18-1 socket中协议簇（domain）与类型(type)组合表
AF_INET
AF_INET6
AF_LOCAL
AF_ROUTE
AF_KEY
SOCK_STREAM
TCP
TCP
Yes
SOCK_DGRAM
UDP
UDP
Yes
SOCK_RAW
IPv4
IPv6
Yes
Yes
（2）bind函数原型
bind(将一个本地协议地址与socket文件描述符联系起来)
所需头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数说明
将一个协议地址与socket文件描述符联系起来
函数原型
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen)
函数传入值
sockfd
socket文件描述符
addr
my_addr指向sockaddr结构，该结构中包含IP地址和端口等信息
addrlen
sockaddr结构的大小，可设置为sizeof(struct sockaddr)
函数返回值
成功：0
失败：-1，失败原因存于error中
利用bind函数绑定地址时，可以指定IP地址和端口号，也可以指定其中之一，甚至一个也不指定。可以使用通配地址INADDR_ANY（为宏定义，其值等于0），它通知内核选择IP地址。表18-2列出了设置socket地址结构的几种方式，但在实际中，绑定的端口号都需要指定。
表18-2 设置socket地址结构的几种方式
进程指定
说 明
IP地址
端口
通配地址INADDR_ANY
0
内核自动选择IP地址和端口号
通配地址INADDR_ANY
非0
内核自动选择IP地址，进程指定端口号
本地IP地址
0
进程指定IP地址，内核自动选择端口号
本地IP地址
非0
进程指定IP地址和端口号
（3）listen函数原型
listen (等待连接)
所需头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数说明
等待连接
函数原型
int listen(int sockfd, int backlog)
函数传入值
sockfd
监听socket文件描述符
backlog
套接字排队的最大连接个数
函数返回值
成功：0
失败：-1，失败原因存于error中
特别说明
对于监听socket文件描述符sockfd，内核要维护两个队列，分别为未完成连接队列和已完成连接队列，这两个队列之和不超过backlog
（4）connect函数原型
connect(建立socket连接)
所需头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数说明
建立socket连接
函数原型
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr,
socklen_t addrlen)
函数传入值
sockfd
socket文件描述符
serv_addr
连接的网络地址和端口
addrlen
sockaddr结构的大小，可设置为sizeof(struct sockaddr)
函数返回值
成功：0
失败：-1，失败原因存于error中
附加说明
函数connect激发TCP的三路握手过程，出错返回有以下几种情况：
① 如果客户没有收到SYN分节的响应（总共75秒，这之间可能重发了若干次SYN），则返回ETIMEDOUT
② 如果对客户的SYN的响应是RST，则表明该服务器主机在指定的端口上没有进程在等待与之相连，函数返回错误ECONNREFUSED
③ 如果客户发出的SYN在中间路由器上引发一个目的地不可达的ICMP错误，内核返回EHOSTUNREACH或ENETUNREACH错误（即ICMP错误）给进程
（5）accept函数原型
accept（接受socket连接）
所需头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数说明
接受socket连接，返回一个新的socket文件描述符，原socket文件描述符仍为listen函数所用，而新的socket文件描述符用来处理连接的读写操作
函数原型
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)
函数传入参数
sockfd: socket文件描述符
addrlen：addr的大小，可设置为sizeof(struct sockaddr)
函数传出参数
addr：填入远程主机的地址数据
函数返回值
成功：实际读取字节数
失败：-1，错误代码存放在error中
附加说明
① accept函数由TCP服务器调用，为阻塞函数，从已完成连接的队列中返回一个连接；如果该对列为空，则进程进入阻塞等待
② 函数返回的套接字为已连接套接字，而监听套接字仍为listen函数所用
（6）close函数原型
close (关闭连接的socket文件描述符)
所需头文件
#include <unistd.h>
函数说明
关闭连接的socket文件描述符
函数原型
int close(int sockfd)
函数传入值
sockfd：socket文件描述符
函数返回值
成功：0
失败：-1，失败原因存于error中
附加说明
① close函数默认功能是将套接字置为“已关闭”标记，并立即返回给进程，这个套接字不能再为该进程所用
② 正常情况下，close将引发四个分节终止序列，但在终止前将发送已排队的数据
③ 如果套接字描述符访问计数在调用close后大于0（多个进程共享同一个套接字的情况下），则不会引发TCP终止序列（即不会发送FIN分节）
（7）shutdown函数原型
shutdown(终止socket通信)
所需头文件
#include <sys/socket.h>
函数说明
终止socket通信
函数原型
int shutdown(int s, int how)
函数传入值
s
socket文件描述符
how
0（SHUT_RD）：关闭socket连接的读这一半，不再接收套接字中的数据且现留在收缓冲区的数据作废
1（SHUT_WR）：关闭socket连接的写这一半（半关闭），但留在套接字发送缓冲区中的数据都会被发送，后跟TCP连接终止序列，不管访问计数是否大于0，此后将不能再执行对套接字的任何写操作
2（SHUT_RDWR）：socket连接的读、写都关闭
函数返回值
成功：0
失败：-1，失败原因存于error中
（8）read函数原型
read（从打开的socket文件流中读取数据）
所需头文件
#include <unistd.h>
函数说明
从打开的socket文件流中读取数据，这里仅说明此函数应用于socket的情况
函数原型
ssize_t read(int fd, void *buf ,size_t count)
函数传入参数
fd: socket文件描述符
count：最大读取字节数
函数传出参数
buf：读取数据的首地址
函数返回值
成功：实际读取字节数
失败：-1，错误代码存放在error中
附加说明
调用函数read从socket文件流中读取数据时，有如下几种情况：
① 套接字接收缓冲区接收数据，返回接收到的字节数
② TCP协议收到FIN数据，返回0
③ TCP协议收到RST数据，返回-1，同时errno设置为ECONNRESET
④ 进程阻塞过程中接收到信号，返回-1，同时errno设置为EINTR
（9）write函数原型
write（向socket文件流中写入数据）
所需头文件
#include <unistd.h>
函数说明
向socket文件流中写入数据，这里仅说明此函数应用于socket的情况
函数原型
ssize_t write (int fd,const void *buf,size_t count)
函数传入参数
fd: socket文件描述符
buf：写入数据的首地址
count：最大写入字节数
函数返回值
成功：实际写入的字节数
失败：-1，错误代码存放在error中
附加说明
调用函数write向socket文件流写数据时，有如下几种情况：
① 套接字发送缓冲区有足够空间，返回发送的字节数
② TCP协议接收到RST数据，返回-1，同时errno设置为ECONNRESET
③ 进程阻塞过程中接收到信号，返回-1，同时errno设置为EINTR
2. 高级套接字函数
recv和send函数提供了和read和write差不多的功能。不过它们提供了第四个参数来控制读写操作。
（1） send函数原型
send(通过socket文件描述符发送数据到对方)
所需头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数说明
通过socket文件描述符发送数据到对方
函数原型
ssize_t send(int s, const void *buf, size_t len, int flags)
函数传入值
s
socket文件描述符
buf
发送数据的首地址
len
发送数据的长度
flags
0：此时功能同write，flags还可以设为以下标志的组合
MSG_OOB：发送带外数据
MSG_DONTROUTE：告诉IP协议，目的主机在本地网络，没有必要查找路由表
MSG_DONTWAIT：设置为非阻塞操作
MSG_NOSIGNAL：表示发送动作不愿被SIGPIPE信号中断
函数返回值
成功：实际发送的字节数
失败：-1，失败原因存于error中
（2） recv函数原型
recv(通过socket文件描述符从对方接收数据)
所需头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数说明
通过socket文件描述符从对方接收数据
函数原型
ssize_t recv(int s, void *buf, size_t len, int flags)
函数传入值
s
socket文件描述符
len
可接收数据的最大长度
flags
0：此时功能同read，flags还可以设为以下标志的组合
MSG_OOB：接收带外数据
MSG_PEEK：查看数据标志，返回的数据并不在系统中删除，如果再次调用recv函数会返回相同的数据内容
MSG_DONTWAIT：设置为非阻塞操作
MSG_WAITALL：强迫接收到len大小的数据后才返回，除非有错误或有信号产生
函数传出值
buf
接收数据的首地址
函数返回值
成功：实际发送的字节数
失败：-1，失败原因存于error中
3. 套接字属性控制函数
系统提供getsockopt、setsockopt两函数获取和修改套接字结构中一些属性，通过修改这些属性，可以调整套接字的性能，进而调整应用程序的性能。
（1） getsockopt函数原型
getsockopt(获取套接字的属性)
所需头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数说明
获取套接字的属性
函数原型
int getsockopt(int s, int level, int optname,
void *optval, socklen_t *optlen)
函数传入值
s
socket文件描述符
level
SOL_SOCKET：通用套接字选项
IPPROTO_IP：IP选项
IPPROTO_TCP：TCP选项
optname
访问的选项名，具体见表18-3
optlen
optval的长度
函数传出值
optval
取得的属性值
函数返回值
成功：0
失败：-1，失败原因存于error中
表18-3 套接字属性表
level(级别)
optname(选项名
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
int
IP_TTL
生存时间
int
IPPRO_TCP
TCP_MAXSEG
TCP最大数据段的大小
int
CP_NODELAY
不使用Nagle算法
int
（2）setsockopt函数原型
setsockopt(设置套接字的属性)
所需头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数说明
设置套接字的属性
函数原型
int setsockopt(int s, int level, int optname,
const void *optval, socklen_t optlen)
函数传入值
s
socket文件描述符
level
SOL_SOCKET：通用套接字选项
IPPROTO_IP：IP选项
IPPROTO_TCP：TCP选项
optname
设置的选项名，具体见表18-3
optval
设置的属性值
optlen
optval的长度
函数返回值
成功：0
失败：-1，失败原因存于error中
（3）getsockopt、setsockopt函数举例
sockopt.c源代码如下：
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int main()
{
int sockfd,optval,optlen = sizeof(int);
int sndbuf = 0 ;
int rcvbuf = 0 ;
int flag;
if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
{
perror("socket") ;
return -1 ;
}
getsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_TYPE,&optval,&optlen);
printf("optval = %d ",optval);
optlen = sizeof(sndbuf);
flag = getsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,&sndbuf,&optlen);
printf("sndbuf=%d ",sndbuf) ;
printf("flag=%d ",flag) ;
sndbuf = 51200;
flag = setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,&sndbuf, optlen);
sndbuf=0 ;
flag = getsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,&sndbuf,&optlen);
printf("sndbuf=%d ",sndbuf) ;
printf("flag=%d ",flag) ;
close(sockfd);
return 0 ;
}
编译 gcc sockopt.c -o sockopt。
执行 ./sockopt， 执行结果如下：
optval = 1
sndbuf=16384
flag=0
sndbuf=102400
flag=0
4. UDP读写函数
UDP套接字是无连接协议，必须使用sendto函数发送数据，必须使用recvfrom函数接收数据，发送时需指明目的地址。sendto函数与send功能基本相同，recvfrom与recv功能基本相同，只不过sendto函数和recvfrom函数参数中都带有对方地址信息，这两个函数是专门为UDP协议提供的。
（1）sendto函数原型
sendto(通过socket文件描述符发送数据到对方)
所需头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数说明
通过socket文件描述符发送数据到对方，用于UDP协议
函数原型
ssize_t sendto(int s, const void *buf, size_t len, int flags,
const struct sockaddr *to, socklen_t tolen)
函数传入值
s
socket文件描述符
buf
发送数据的首地址
len
发送数据的长度
flags
0：默认方式发送数据，flags还可以设为以下标志的组合
MSG_OOB：发送带外数据
MSG_DONTROUTE：告诉IP协议，目的主机在本地网络，没有必要查找路由表
MSG_DONTWAIT：设置为非阻塞操作
MSG_NOSIGNAL：表示发送动作不愿被SIGPIPE信号中断
to
存放目的主机IP地址和端口信息
tolen
to的长度，可设置为sizeof(struct sockaddr)
函数返回值
成功：实际发送的字节数
失败：-1，失败原因存于error中
(2) recvfrom函数
recv(通过socket文件描述符从对方接收数据)
所需头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
函数说明
通过socket文件描述符从对方接收数据，用于UDP协议
函数原型
ssize_t recvfrom(int s, void *buf, size_t len, int flags,
struct sockaddr *from, socklen_t *fromlen)
函数传入值
s
socket文件描述符
len
可接收数据的最大长度
flags
0：默认方式接收数据，flags还可以设为以下标志的组合
MSG_OOB：接收带外数据
MSG_PEEK：查看数据标志，返回的数据并不在系统中删除，如果再次调用recv函数会返回相同的数据内容
MSG_DONTWAIT：设置为非阻塞操作
MSG_WAITALL：强迫接收到len大小的数据后才返回，除非有错误或有信号产生
fromlen
from的长度，可设置为sizeof(struct sockaddr)
函数传出值
buf
接收数据的首地址
from
存放发送方的IP地址和端口
函数返回值
成功：实际发送的字节数
失败：-1，失败原因存于error中
---------------------