《Unix網絡編程》卷一（簡介TCP/IP、基礎套接字編程）

一般說函數返回某個錯誤值，其實是函數返回值爲-1，而全局變量errno被置爲指定的常值（即稱函數返回這個錯誤值）。

exit終止進程，Unix在一個進程終止時老是關閉該進程全部打開的描述符。

TCP三次握手完畢，accept返回，其返回值是一個稱爲已鏈接描述符（connected descriptor）的新描述符。調用close關閉與客戶的鏈接。

套接字API。

TCP狀態轉移圖，11種狀態。

MSS，maximum segment size，最大分節大小。一般客戶端主動打開時發送SYN的同時會發送MSS，服務端應答（SYN、ACK、MSS）時一樣也發送一個MSS，不一樣方向上MSS能夠不一樣。

 

SCTP多宿特性，單個SCTP端點能支持多個IP地址。

SCTP的四路握手。驗證標記、狀態cookie。

 

IPv4數據報最大長度65535，包括IP首部，由於總長度字段是16位；IPv6數據報最大長度65575，包括40字節IPv6首部，由於淨長度字段是16位。

IPv4首部20字節（固定長度），另外還有最多40字節可選部分。

 

套接字地址結構在內核和進程間傳遞，從進程傳到內核，從內核傳到進程，不是很是理解，應該就是參數傳遞進去和被寫回吧？另外有一個值-結果參數之前不多碰到。

 每一個文件或套接字都有一個引用計數，引用計數在文件表項中維護。

存放在硬盤上的可執行程序文件能被Unix執行的惟一方法是：由一個現有進程調用六個exec函數中的一個。（理解）

六個exec函數區別在於：待執行程序由文件名仍是路徑名指定；參數是一一列出仍是指針數組；把調用進程環境傳遞給新程序仍是指定新環境。

子進程調用exec時，子進程內存映像被替換成新程序文件，只有文件描述符（在socket中是已鏈接套接字描述符）跨exec繼續保持開放。

 

一個簡單echo客戶/服務器程序涉及到的一些細節（很是重要）：

僵死子進程，經過捕獲SIGCHLD信號加以處理；

信號處理函數必須調用waitpid而不是wait，由於unix信號是不排隊的，當有多個子進程時wait函數只能處理第一個，後面的將變成僵死進程；

另外一個問題是服務器進程終止時，客戶進程沒被告知，由於客戶進程阻塞於等待用戶輸入而未接收到通知，這須要select或poll函數來處理，它們等待多個描述符中的任何一個就緒而不是阻塞於某個描述符。

select函數中間的三個參數（讀、寫、異常描述符集）都是值—結果參數，返回時，未就緒描述符對應的被置0，其餘是1，從新調用時，將所關心位重置1。

close函數有兩個限制，shutdown函數能夠克服，它關閉一半tcp鏈接（可參數選讀或者寫）。

pselect時間參數結構不一樣；另外一個不一樣點是多了一個指向信號掩碼的指針，從而運行程序先禁止提交某些信號。

 

拒絕服務（denial of service，DoS）型攻擊。

 

UDP也可使用connect函數，成爲已鏈接UDP套接字，而後可使用write和read函數讀寫，而不是sento和recvfrom。

 

DNS中的條目稱爲資源記錄（resource record，RR）。常見RR類型有：A、AAAA、PTR、MX、CNAME。

 

gethostbyname和gehostbyaddr的返回值均爲一個hostent（host entry縮寫）結構：

struct hostent { const char    *h_name;    // 主機的正式名稱。 
    char    **h_aliases;    // 空字節-地址的預備名稱的指針。
    short    h_addrtype;    // 地址類型; 一般是AF_INET。 
    short    h_length;    // 地址的比特長度
    char    **h_addr_list;    // 主機網絡地址指針（只有IPV4）
   #define    h_addr    h_addr_list[0]    // h_addr 爲 h_addr_list中的第一地址。  ｝;

gethostbyname只能返回IPV4地址，而getaddrinfo可以同時處理IPV4和IPV6地址。

gethostbyname和gehostbyaddr用於主機名和地址的映射，而getservbyname和getservbyport則用於服務與端口之間的映射。

getaddrinfo能處理名字到地址、服務到端口的轉換（由參數中列表中第一個爲主機名，第二個爲服務名可看出）：

int getaddrinfo( const char *hostname, const char *service, const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **result );//返回結果保存到這裏

其中，保存返回結果的struct addrinfo結構體詳細信息以下：

表頭文件: #include<netdb.h>

struct addrinfo
{ 
int ai_flags; 
int ai_family; //AF_INET,AF_INET6,UNIX etc
int ai_socktype; //STREAM,DATAGRAM,RAW
int ai_protocol; //IPPROTO_IP, IPPROTO_IPV4, IPPROTO_IPV6 etc
size_t ai_addrlen;//length of ai_addr
char* ai_canonname; //full hostname 
struct sockaddr* ai_addr; //addr of host
struct addrinfo* ai_next;
}

value of ai_falgs:
AI_PASSIVE: Socket address is intended for `bind'.
AI_CANONNAME:Request for canonical name.
AI_NUMERICHOST: Don't use name resolution.
AI_V4MAPPED: IPv4 mapped addresses are acceptable. 
AI_ALL: Return IPv4 mapped and IPv6 addresses. 
AI_ADDRCONFIG:Use configuration of this host to choose

定義函數: 
int getaddrinfo( const char *hostname, const char *service, const struct addrinfo *hints,
struct addrinfo **result );

函數說明:
      getaddrinfo函數可以處理名字到地址以及服務到端口這兩種轉換，返回的是一個sockaddr 結構的鏈而 不是一個地址清單。它具備協議無關性。
      hostname:一個主機名或者地址串(IPv4的點分十進制串或者IPv6的16進制串)
      service：一個服務名或者10進制端口號數串。
       hints：能夠是一個空指針，也能夠是一個指向某個addrinfo結構的指針，調用者在這個結構中填入關於指望返回的信息類型的暗示。舉例來講：若是指定的服務既支持TCP也支持UDP，那麼調用者能夠把hints結構中的ai_socktype成員設置成SOCK_DGRAM使得返回的僅僅是適用於數據報套接口的信息。返回0： 成功，返回非0： 出錯。

定義函數:const char *gai_strerror( int error );
函數說明:
      該函數以getaddrinfo返回的非0錯誤值的名字和含義爲他的惟一參數，返回一個指向對應的出錯信息串的指針。

定義函數: void freeaddrinfo( struct addrinfo *ai );
函數說明:
       由getaddrinfo返回的全部存儲空間都是動態獲取的，這些存儲空間必須經過調用freeaddrinfo返回給系統。

struct addrinfo結構體

與getaddrinfo函數對應的是getnameinfo函數。

 

在linux環境下，結構體struct sockaddr在/usr/include/linux/socket.h中定義，具體以下：
typedef unsigned short sa_family_t;
struct sockaddr {
        sa_family_t     sa_family;    /* address family, AF_xxx       */
        char            sa_data[14];    /* 14 bytes of protocol address */

在linux環境下，結構體struct sockaddr_in在/usr/include/netinet/in.h中定義，具體以下：
/* Structure describing an Internet socket address. */
struct sockaddr_in
{
    __SOCKADDR_COMMON (sin_);
    in_port_t sin_port;                     /* Port number. */
    struct in_addr sin_addr;            /* Internet address. */

    /* Pad to size of `struct sockaddr'. */
    unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) -
                           __SOCKADDR_COMMON_SIZE -
                           sizeof (in_port_t) -
                           sizeof (struct in_addr)];     
                           /* 字符數組sin_zero[8]的存在是爲了保證結構體struct sockaddr_in的大小和結構體struct sockaddr的大小相等 */
};
struct sockaddr是通用的套接字地址，而struct sockaddr_in則是internet環境下套接字的地址形式，兩者長度同樣，都是16個字節。兩者是並列結構，指向sockaddr_in結構的指針也能夠指向sockaddr。通常狀況下，須要把sockaddr_in結構強制轉換成sockaddr結構再傳入系統調用函數中。

下面是struct sockaddr_in中用到兩個數據類型，具體定義以下：
/* Type to represent a port. */
typedef uint16_t in_port_t; 

struct in_addr其實就是32位IP地址
struct in_addr {
        unsigned long s_addr;
};

BSD網絡軟件中包含了兩個函數，用來在二進制地址格式和點分十進制字符串格式之間相互轉換，可是這兩個函數僅僅支持IPv4。
       in_addr_t inet_addr(const char *cp);
       char *inet_ntoa(struct in_addr in);
功能類似的兩個函數同時支持IPv4和IPv6
       const char *inet_ntop(int domain, const void *addr, char *str, socklen_t size);
       int inet_pton(int domain, const char *str, void *addr);

一般的用法是：
int sockfd;
struct sockaddr_in my_addr;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 

my_addr.sin_family = AF_INET; /* 主機字節序 */
my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short, 網絡字節序 */

my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.1");

bzero(&(my_addr.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */
//memset(&my_addr.sin_zero, 0, 8);

bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr));

#define UNIX_PATH_MAX 108

  struct sockaddr_un {

  sa_family_t sun_family; /*PF_UNIX或AF_UNIX */

  char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* 路徑名 */

  };

struct sockaddr結構類型是用來保存socket信息的：
　　 struct sockaddr {
　　 unsigned short sa_family; /* 地址族， AF_xxx */——地址的格式
  char sa_data[14]; /* 14 字節的協議地址 */——地址值(IP和端口號)
  };

Sockfd是調用socket函數返回的socket描述符,my_addr是一個指向包含有本機IP地址及端口號等信息的sockaddr類型的指針；addrlen常被設置爲sizeof(struct sockaddr)。 
　　struct sockaddr結構類型是用來保存socket信息的： 
　　struct sockaddr { 
　　 unsigned short sa_family; /* 地址族， AF_xxx */ 
char sa_data[14]; /* 14 字節的協議地址 */ 
}; 
　　sa_family通常爲AF_INET，表明Internet（TCP/IP）地址族；sa_data則包含該socket的IP地址和端口號。 
　　另外還有一種結構類型： 
　　struct sockaddr_in { 
　　 short int sin_family; /* 地址族 */ 
　　 unsigned short int sin_port; /* 端口號 */ 
　　 struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */ 
　　 unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持與struct sockaddr一樣大小 */ 
　　}; 
　 　這個結構更方便使用。sin_zero用來將sockaddr_in結構填充到與struct sockaddr一樣的長度，能夠用bzero()或memset()函數將其置爲零。指向sockaddr_in 的指針和指向sockaddr的指針能夠相互轉換，這意味着若是一個函數所需參數類型是sockaddr時，你能夠在函數調用的時候將一個指向 sockaddr_in的指針轉換爲指向sockaddr的指針；或者相反。


你只要記住，填值的時候使用sockaddr_in結構，而做爲函數的 
參數傳入的時候轉換成sockaddr結構就好了，畢竟都是16個字符 
長。


struct in_addr { 
union { 
struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b; 
struct { u_short s_w1,s_w2; } S_un_w; 
u_long S_addr; 
} S_un };

struct sockaddr與struct sockaddr_in ,struct sockaddr_un的區別和聯繫

 

inet_pton函數將點分十進制格式IP地址轉換爲二進制整數，IPV4和IPV6都支持：

inet_pton：將「點分十進制」 －> 「二進制整數」 int inet_pton(int af, const char *src, void *dst); 這個函數轉換字符串到網絡地址，第一個參數af是地址簇，第二個參數*src是來源地址，第三個參數* dst接收轉換後的數據。 inet_pton 是inet_addr的擴展，支持的多地址族有下列： af = AF_INET src爲指向字符型的地址，即ASCII的地址的首地址（ddd.ddd.ddd.ddd格式的），函數將該地址轉換爲in_addr的結構體，並複製在*dst中。 af = AF_INET6 src爲指向IPV6的地址，函數將該地址轉換爲in6_addr的結構體，並複製在*dst中。 若是函數出錯將返回一個負值，並將errno設置爲EAFNOSUPPORT，若是參數af指定的地址族和src格式不對，函數將返回0。