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@@ -28,13 +28,13 @@ protocol: 计算机间通信中使用的协议信息
| 名称 | 协议族 |
| --------- | -------------------- |
| PF_INET | IPV4 互联网协议族 |
| PF_INET6 | IPV6 互联网协议族 |
| PF_INET | IPv4 互联网协议族 |
| PF_INET6 | IPv6 互联网协议族 |
| PF_LOCAL | 本地通信 Unix 协议族 |
| PF_PACKET | 底层套接字的协议族 |
| PF_IPX | IPX Novel 协议族 |
| PF_IPX | IPX Novell 协议族 |
本书着重讲 PF_INET 对应的 IPV4 互联网协议族。其他协议并不常用,或并未普及。**另外,套接字中采用的最终的协议信息是通过 socket 函数的第三个参数传递的。在指定的协议族范围内通过第一个参数决定第三个参数。**
本书着重讲 PF_INET 对应的 IPv4 互联网协议族。其他协议并不常用,或并未普及。**另外,套接字中采用的最终的协议信息是通过 socket 函数的第三个参数传递的。在指定的协议族范围内通过第一个参数决定第三个参数。**
#### 2.1.3 套接字类型Type
@@ -83,7 +83,7 @@ socket 函数的第三个参数决定最终采用的协议。前面已经通过
> 可以应对同一协议族中存在的多个数据传输方式相同的协议,所以数据传输方式相同,但是协议不同,需要用第三个参数指定具体的协议信息。
本书用的是 Ipv4 的协议族,和面向连接的数据传输,满足这两个条件的协议只有 IPPROTO_TCP ,因此可以如下调用 socket 函数创建套接字,这种套接字称为 TCP 套接字。
本书用的是 IPv4 的协议族,和面向连接的数据传输,满足这两个条件的协议只有 IPPROTO_TCP ,因此可以如下调用 socket 函数创建套接字,这种套接字称为 TCP 套接字。
```c
int tcp_socket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
@@ -127,7 +127,99 @@ Function read call count: 13
### 2.2 Windows 平台下的实现及验证
暂略
在 Windows 平台下使用套接字需要进行一些初始化工作,这与 Linux 平台有所不同。
#### 2.2.1 Winsock 初始化
Windows 下的套接字称为 Winsock使用前必须调用 `WSAStartup` 函数进行初始化:
```c
#include <winsock2.h>
int WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);
/*
成功时返回0失败时返回非0错误代码
wVersionRequested: 程序员请求的Winsock版本高字节指副版本低字节指主版本
lpWSAData: 指向WSADATA结构的指针用于接收Windows Sockets实现的详细信息
*/
```
使用 Winsock 完成后,应调用 `WSACleanup` 函数释放资源:
```c
int WSACleanup(void);
/*
成功时返回0失败时返回SOCKET_ERROR
*/
```
#### 2.2.2 Windows 与 Linux 套接字编程的主要区别
| 特性 | Linux | Windows |
| ---- | ----- | ------- |
| 头文件 | `sys/socket.h` 等 | `winsock2.h`, `ws2tcpip.h` |
| 初始化 | 无需初始化 | 必须调用 `WSAStartup` |
| 套接字类型 | 文件描述符int | `SOCKET` 类型(实际是 `UINT_PTR` |
| 错误检查 | 返回-1表示失败 | 返回 `INVALID_SOCKET` 表示失败 |
| 关闭套接字 | `close(fd)` | `closesocket(socket)` |
| 获取错误码 | 访问全局变量 `errno` | 调用 `WSAGetLastError()` |
| I/O 函数 | `read`, `write` 可用于套接字 | `recv`, `send` 必须用于套接字 |
#### 2.2.3 Windows 平台代码示例
Windows 平台下的 TCP 客户端和服务端代码结构类似,主要区别在于初始化和清理过程。以下是 Windows 版本的基本结构:
```c
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // 链接 Winsock 库
int main(int argc, char *argv[])
{
WSADATA wsaData;
SOCKET hServSock, hClntSock;
SOCKADDR_IN servAddr, clntAddr;
int szClntAddr;
// 1. 初始化 Winsock
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) {
printf("WSAStartup() error");
return 1;
}
// 2. 创建套接字
hServSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (hServSock == INVALID_SOCKET) {
printf("socket() error");
WSACleanup();
return 1;
}
// ... 其余代码与 Linux 版本类似 ...
// 9. 关闭套接字
closesocket(hServSock);
// 10. 清理 Winsock
WSACleanup();
return 0;
}
```
编译命令(使用 Visual Studio 的命令行工具):
```cmd
cl tcp_client_win.c /link ws2_32.lib
cl tcp_server_win.c /link ws2_32.lib
```
或者使用 MinGW
```cmd
gcc tcp_client_win.c -o hclient -lws2_32
gcc tcp_server_win.c -o hserver -lws2_32
```
### 2.3 习题
@@ -155,4 +247,7 @@ Function read call count: 13
5. 何种类型的套接字不存在数据边界?这类套接字接收数据时应该注意什么?
> TCP 不存在数据边界。接收数据时需要保证在接收套接字的缓冲区填充满之时就从buffer里读取数据。也就是在接收套接字内部写入buffer的速度要小于读出buffer的速度。
> 答:面向连接的 TCP 套接字不存在数据边界。接收数据时需要注意:
> 1. **数据可能分多次到达**:发送方调用一次 write 发送 100 字节,接收方可能需要多次 read 才能读完,或者一次 read 就能读完多次 write 的数据。
> 2. **需要定义应用层协议**:由于没有边界,必须在应用层定义数据边界(如固定长度、分隔符、长度前缀等方式),否则无法正确解析数据。
> 3. **缓冲区管理**:虽然 TCP 内部有流量控制机制保证不丢数据,但应用层仍应及时读取数据,避免接收缓冲区占用过多内存。