socket网络编程常用C语言api函数（Linux）

参考《Linux高性能服务器编程》

网络编程常用函数

字节序
ip转换
地址结构体
socket相关函数
数据读写
获取地址信息
获取或者设置套接字属性
通过域名或地址获取主机信息

字节序

#include <arpa/inet.h>
//htonl 把unsigned long类型从主机序转换到网络序
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);  //htons 把unsigned short类型从主机序转换到网络序
uint16_t htons(uint16_t hostshort); //ntohl 把unsigned long类型从网络序转换到主机序
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);//ntohs 把unsigned short类型从网络序转换到主机序
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

ip转换

#include <arpa/inet.h>
//点分十进制转二进制
int inet_pton(int family, const char *strptr, void *addrptr);//二进制转点分十进制
const char * inet_ntop(int family, const void *addrptr, char *strptr, size_t len);

family：AF_INET（ipv4）、AF_INET6（ipv6）
strptr：点分十进制字符串
addrptr：二进制地址
len：strptr需要的大小

地址结构体

通用地址结构

#inlcude <bits/socket.h>
struct sockaddr
{sa_family_t sa_family;char sa_data[14];
};
struct sockaddr_storage
{sa_family_t sa_family;unsigned long int __ss_align;char __ss_padding[128-sizeof(__ss_align)]; //用于结构体对齐
};

专用地址结构体

#include <sys/un.h>// unix域
struct sockaddr_un
{sa_family_t sun_family;     // 地址族：AF_UNIXchar sun_path[108];         // 文件路径名
};// IPv4
struct sockaddr_in
{sa_family_t sin_family;     // 地址族：AF_INETu_int16_t sin_port;         // 端口号，用网络字节序表示struct in_addr sin_addr;    // IPv4地址结构体
};
struct in_addr
{u_int32_t s_addr;           // IPv4地址，用网络字节序表示
};// IPv6
struct sockaddr_in6
{sa_family_t sin6_family;    // 地址族：AF_INET6u_int16_t sin6_port;        // 端口号，用网络字节序表示u_int32_t sin6_flowinfo;    // 流信息，应设置为0struct in6_addr sin6_addr;  // IPv6地址结构体u_int32_t sin6_scope_id;    // scope ID，尚处于实验阶段
};
struct in6_addr
{unsigned char sa_addr[16];  // IPv6地址，用网络字节序表示
};

socket相关函数

socket函数创建socket
```
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);
```
- protofamily：协议族（family）。AF_INET(IPV4)、AF_INET6(IPV6)、AF_LOCAL、AF_UNIX等。
- type：指定socket类型。SOCK_STREAM(TCP)、SOCK_DGRAM(UDP)、SOCK_RAW、SOCK_PACKET等。与SOCK_NONBLOCK表示创建非阻塞socket，与SOCK_CLOEXEC表示fork创建的子进程中关闭该socket。
- protocol：指定协议。IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等。一般填 0 默认和type适配。
bind函数绑定IP地址和端口号
```
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
```
- sockfd： socket描述符
- addr：前面的地址结构体
- addrlen: 第二个参数中结构体的大小
listen函数监听
```
#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);
```
- sockfd： socket描述符
- backlog：全连接队列上限

connect函数建立一个连接

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

sockfd： socket描述符
addr：对端地址信息
addrlen：addr的大小

accept函数接受一个连接

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

sockfd： socket描述符
addr：对端地址信息
addrlen：addr的大小

shutdown函数关闭套接字的读或写端
```
#include <sys/socket.h>
int shutdown(int sockfd,int how);
```
- sockfd： socket描述符
- how：SHUT_RD 断开输入流；SHUT_WR 断开输出流；SHUT_RDWR 同时断开 I/O 流

数据读写

recv和send用于TCP流数据读写
```
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, int len, int flags);
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
```
- sockfd： socket描述符
- buf：数据缓冲区
- len：buf大小
- flag：0 阻塞式发送；MSG_NOSIGNAL 当连接断开不产生SIGPIPE信号；MSG_DONTWAIT 非阻塞…
- 返回：实际发送或接收字节数；<0 出错；recv返回0表示连接断开

recvfrom和sendto用于UDP数据报读写

#include <sys/socket.h>
ssize_t recvfrom(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

相比recv和send多出的src_addr和dest_addr为对端的地址信息，addrlen指定其长度。当后两个参数都写NULL等同于recv和send的使用。

通用数据读写sendmsg和recvmsg

#include <sys/socket.h>
ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
struct msghdr {void          *msg_name;         /* protocol address */socklen_t     msg_namelen;       /* size of protocol address */struct iovec  *msg_iov;          /* scatter/gatter array */int           msg_iovlen         /* elements in msg_iov array */void          *msg_control;      /* ancillary data (cmsghdr struct) */socklen_t     msg_controllen;    /* length of ancillary data */int           msg_flags;         /* flags returned by recvmsg */
};
struct iovec {ptr_t iov_base; /* Starting address */size_t iov_len; /* Length in bytes */
};

msg_name、msg_namelen：UDP传输时对端地址结构和其长度，TCP传输时置NULL
msg_iov：输入或输出的缓冲区数组，其元素指定了分散的缓冲区的地址和长度，msg_iovlen成员指定了该数组大小
msg_control和msg_controllen：辅助数据的位置和大小
msg_flags：会复制flag的值，无须设定

获取地址信息

#include <sys/socket.h>//获取本端socket地址
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *localaddr, socklen_t *addrlen);
//获取对端socket地址
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *peeraddr, socklen_t *addrlen);

返回0代表成功，-1代表失败并设置errno

获取或者设置套接字属性

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>int getsockopt(int sock, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);
int setsockopt(int sock, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

sock：套接字描述符
level：选项所在的协议层。SOL_SOCKET、IPPROTO_IP、IPPROTO_IPV6、IPPROTO_TCP等
optname：需要设置或访问的选项名
optval：存放选项值的地址
optlen：选项值长度

optname：

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
========================================================================

通过域名或地址获取主机信息

#include <netdb.h>
struct hostent *gethostbyname(const char *ghostname);
struct hostent * gethostbyaddr(const char *addr, size_t len , int family);
struct hostent {char  *h_name;        /*  official name of host */char  **h_aliases;    /*  pointer to array of pointers to alias name */int     h_addrtype;   /*  host address type: AF_INET */int     h_length;     /*  length of address: 4 */char  **h_addr_list;  /*  ptr to array of ptrs with IPv4 addrs */
};

h_name：主机规范名
h_aliases：主机别名列表
h_addrtype：主机ip地址类型
h_length ：主机ip地址列表长度
h_addr_list：主机的ip地址列表（网络字节序）

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