Socket 錯誤分析及錯誤碼

平臺：xp sp3+vc6。

測試方法：

retval = function(....)
if(retval == SOCKET_ERROR)
r = WSAGetLastError();

各類狀況下的返回值由retval取得。
錯誤號由r取得。
錯誤查詢使用vc6自帶的tool：「Error Lookup」

1。socket

SOCKET socket( int  af , int  type , int  protocol   );

》》af，一般爲AF_INET

使用AF_ISO等其餘地址族標識，而非AF_INET。
返回：-1。
錯誤：10047（使用了與請求的協議不兼容的地址）

》》type，一般爲SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM

頭文件中定義的只有以下幾種標準類型：
#define SOCK_STREAM     1               /* stream socket */
#define SOCK_DGRAM      2               /* datagram socket */
#define SOCK_RAW        3               /* raw-protocol interface */
#define SOCK_RDM        4               /* reliably-delivered message */
#define SOCK_SEQPACKET  5               /* sequenced packet stream */

使用非如上定義的類型。
返回：-1。
錯誤：10044（在這個地址家族中不存在對指定的插槽類型的支持）

》》protocol，一般爲0

type = SOCK_STREAM，protocol = 6
正常

type = SOCK_STREAM，protocol = 7
返回：-1 
錯誤號：10043（請求的協議尚未在系統中配置，或者沒有它存在的跡象）

type = SOCK_DGRAM，protocol = 17
正常

type = SOCK_DGRAM，protocol = 19
返回：-1
錯誤號：10043（請求的協議尚未在系統中配置，或者沒有它存在的跡象）

》》結論

Socket暫時只支持AF_INET協議族。

對非標準的套接字類型不支持。

協議號參數能夠爲0，則使用與套接字類型相應的協議號；
不然，協議號參數必須與相應的套接字類型相同。

2。bind

int bind( SOCKET  s , const struct sockaddr FAR*  name , int  namelen   );

》》s

在沒有用socket申請資源的套接字上操做。
返回：-1
錯誤號：10038（在一個非套接字上嘗試了一個操做）

》》name，一般使用AF_INET地址族、INADDR_ANY（0）地址

a、在local結構中，sin_family成員賦值爲AF_OSI，
返回： -1
錯誤碼：10047（使用了與請求的協議不兼容的地址）

b、在local結構中，sin_addr成員賦值爲本計算機的IP地址，
正常

c、在local結構中，sin_addr成員賦值爲非本計算機的IP地址，如同小組的另外一個同窗的IP地址；
返回： -1
錯誤碼：10049（ 在其上下文中，該請求的地址無效）

d、在local結構中，sin_port成員賦值爲135；
返回：  -1
錯誤碼：10048（一般每一個套接字地址(協議/網絡地址/端口)只容許使用一次）

》》namelen，一般爲name所指的結構的大小，如sizeof(SOCKADDR_IN)

namelen = 10
返回： -1
錯誤碼：10014（系統檢測到在一個調用中嘗試使用指針參數時的無效指針地址）

namelen = 16
返回： 0
正常

namelen = 40
返回：  0
正常

》》結論

能夠bind本機擁有的地址（或INADDR_ANY），非本機擁有的地址出錯。

bind已經被佔用的端口值會出錯。

len參數要 大於等於 地址結構實際上所佔的長度。

》》思考

由於本機能夠有多個IP，因此須要有方法指出從哪一個實體接收數據。
固然，提供一種表達「從全部實體接收」的方法是必要的。
在頭文件中INADDR_ANY被明肯定義爲0。

關於bind 已佔用的端口 。
是指端口被bind，而且上層仍是活的。（不設置複用）
處於TIME-WAIT狀態的端口表面上是被佔用，
其實是能夠bind成功的，但connect會失敗。
詳見關於 TIME-WAIT的筆記 ，第六條。

3。listen

int listen( SOCKET  s , int  backlog   );

》》s

使用還沒有半相關的套接字。（未成功bind的）
返回：-1
錯誤號：10022（提供了一個無效的參數）

》》backlog

純引用一段：（無出處）
「windows套接字實現中最多隻容許服務器同時監聽5個套接字。
使用參數0，則系統將把該參數改成1，而使用超過5的值，系統將自動把該參數改成5。」

設置參數值爲0，有       1        個客戶機可同時與服務器鏈接
（在ｖｉｓｔａ下有時有２個能夠鏈接，有時有３個能夠鏈接，-_0//）
設置參數值爲1，有       1        個客戶機可同時與服務器鏈接
設置參數值爲10，有       10        個客戶機可同時與服務器鏈接

》》結論

第一個參數的套接字必須是成功bind事後的。

監聽個數爲0的話，會自動設置爲1。
最大監聽個數在XP SP3下能夠超過5。

》》問題

如何得到實際的backlog值？
MSDN： There is no standard provision to obtain the actual backlog value. 

如何結束套接字的監聽狀態？
首先，close掉是能夠的。若是不close呢？
最初猜測backlog爲0，-1等特殊值能夠達到此效果，結果失敗。
求解。

4。accept

SOCKET accept( SOCKET  s , struct sockaddr FAR*  addr , int FAR*  addrlen   );

》》s

在沒有listen的套接字上面。
返回：-1
錯誤號：10022（提供了一個無效的參數）

》》addr，輸出參數，通常不填

單機測試，填上本機的IP和某個端口號。
結果：沒法限制所接收的地址，執行完後addr中存放實際的地址。

》》addrlen

同bind

》》結論

主套接字必須處於監聽狀態。

在地址字段填上任何值不能限制接受的鏈接。

len參數要求所攜帶的值大於等於16。（AF_INET地址結構的長度）

5。recv

int recv( SOCKET  s , char FAR*  buf , int  len , int  flags   );

對於服務器，通常是 ns = accept(s , &addr , &len)  ;

》》s，通常是用上面accept正常返回的值

在沒有accept的從套接字上操做。（上面的ns）
返回：-1
錯誤號：10038（在一個非套接字上嘗試了一個操做）

在主套接字上操做。（上面的s）
返回：-1
錯誤號：10057（因爲套接字沒有鏈接而且
(當使用一個 sendto 調用發送數據報套接字時)沒有提供地址，
發送或接收數據的請求沒有被接受。 ）

》》buf，要求指向一個有效的緩衝區

若是指向的無效的內存區域
返回： -1
錯誤號：10014（系統檢測到在一個調用中嘗試使用指針參數時的無效指針地址）  

》》len，發送的字節數

len過長可能形成緩衝區溢出。
這個屬於編程中的廣泛考慮問題，不是socket函數特有。

》》flags，通常用0

設置MSG_PEEK標誌後，接收但不移除數據。
（再次接收可獲得相同的數據）

》》結論

對服務器來講，必須傳遞成功accept以後返回的套接字。

緩衝區指針所指位置必須有效。

緩衝區長度參數不可超過實際準備的緩衝區長度。

MSG_PEEK標誌在接收的時候將保留數據。

6。send

int send( SOCKET  s , const char FAR*  buf , int  len , int  flags   );

》》s，同recv

在沒有accept的從套接字上操做。（上面的ns）
返回：-1
錯誤號：10038（在一個非套接字上嘗試了一個操做）

在主套接字上操做。（上面的s）
返回：-1
錯誤號：10057（因爲套接字沒有鏈接而且
(當使用一個 sendto 調用發送數據報套接字時)沒有提供地址，
發送或接收數據的請求沒有被接受。 ）

》》buf

必須指向有效緩衝區，同recv

》》len

必須和要發送的數據長度一致。

》》結論

除flag可選項不一樣外，和recv一致。

7。closesocket

int closesocket( SOCKET  s   );

》》s

在申請套接字資源（調用socket）以前closesocket
返回： -1
錯誤號：10038(在一個非套接字上嘗試了一個操做)

再已經closesocket的套接字上closesocket
返回： -1
錯誤號：10038(在一個非套接字上嘗試了一個操做)

》》結論

s必須是有效打開的套接字。
不得重複關閉。

8。connect

int connect( SOCKET  s , const struct sockaddr FAR*  name , int  namelen   );

》》沒有對端響應的狀況

在沒有運行服務器的狀況下，connect是否會一直阻塞？
結果：等待必定時間後返回錯誤。
返回： -1 
錯誤碼：10061（因爲目標機器積極拒絕，沒法鏈接）

》》s

沒有使用過bind的套接字。
成功鏈接。
產生隱式綁定， 相關應用的詳細資料 。

》》name

使用一些特殊的地址來測試。

a、    使用遠端點IP地址爲INADDR_ANY測試。
返回：-1 
錯誤號：10049（在其上下文中，該請求的地址無效）

b、    使用遠端點IP地址爲10.1.1.255廣播地址。
返回： -1
錯誤號：10060（因爲鏈接方在一段時間後沒有正確答覆或鏈接的主機沒有反應，鏈接嘗試失敗）

》》namelen

同bind等須要傳遞地址結構長度的函數

》》結論

服務器必須啓動listen。

能夠不創建本地半相關，則進行隱式綁定。

客戶不能夠與INADDR_ANY主動相連，當即返回報錯。

客戶不能夠與廣播地址鏈接，會等待好久，返回失敗。

》》討論

10060和10061兩種錯誤不一樣。
其中10061解釋爲目標機器積極拒絕，返回錯誤很快（秒級）。
10060的狀況，返回錯誤須要很長時間（幾十秒級）。

此處值得深刻研究，兩種狀況下的抓包應該不同。

9。recvfrom

int recvfrom( SOCKET  s , char FAR*  buf , int  len , int  flags , struct sockaddr FAR*  from , int FAR*  fromlen   );

》》缺乏半相關

在沒有bind的套接字上面，直接recvfrom。
返回：-1
錯誤號：10022（提供了一個無效的參數）

》》填寫from結構

向其中填入非對端使用的地址或端口。
正常接收，而且from內置對端地址信息。

》》結論

必須先進行本地半相關，指定端口，纔可以接收。
沒法經過recvfrom的地址結構限制接收的地址和端口。

10。sendto

int sendto( SOCKET  s , const char FAR*  buf , int  len , int  flags , const struct sockaddr FAR*  to , int  tolen   );

》》缺乏半相關

在沒有bind的套接字上面，直接sendto。
成功。 返回發送的數據個數。

》》不存在的對端實體

sendto到一個不存在的實體（to結構）
返回：發送的字符數
錯誤號：無

緊接着調用recvfrom
結果：沒有阻塞，直接返回
返回：-1
錯誤號：10054 （遠程主機強迫關閉了一個現有的鏈接。）

》》結論

能夠在未本地半相關的狀況下發送數據。
由系統隨機選擇端口。

能夠向不存在的遠端點發送數據，
本地仍然報告發送的字節數（ 無論有沒有人接收 ）。

通常狀況下，沒有數據的時候recvfrom會阻塞。
可是當給不存在的對端發送過數據後，會收到錯誤報告，
緊接着的一次recvfrom會當即返回失敗。（後面的仍然阻塞）

》》思考

SOCK_DGRAM類型的服務，
沒法爲用戶確保數據的正常交付。
可是經過recvfrom返回的錯誤，
能夠對發送狀況做出必定的判斷。

這也啓示在使用SOCK_DGRAM時候的編程框架要考慮下，
當recvfrom錯誤的時候，判斷一下錯誤號，再進一步處理。

猜想 當對端沒有bind的時候，使用icmp的端口不可達通知。
須要進一步驗證。