第2章插口api简介

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1、第2章插口API简介本章介绍Unix系统中，插口API的基本概念、数据结构和函数。它们是基于插口API的网络应用程序设计的基础。2-1概述在Unix系统中，插口API是最常用的网络应用编程接口。本章主要介绍插口API中的基本概念和数据结构，基本插口函数，插口I/O函数，插口选项函数，以及基于插口的网络应用程序中要用到的其他处理函数，如地址转换函数、字节操纵函数、主机信息查询函数等。本章是基于插口API的网络应用程序的基础。2-2端口和插口访问TCP协议和UDP协议的插口应用程序设计中一个非常重要的概念是端口（port）。因为TCP和UDP均使用了与应用层接口

2、处的端口与上层的应用进程进行通信。换个角度来说，所有的应用进程必须通过相应的端口才能与运输层实体进行交互。端口是一个16bit的地址，用端口号来标识。端口号分为两类：（1）熟知端口（well-knownport）。这类端口是专门分配给一些最常用的应用层程序的，数值为1~1023。这些端口由Internet已分配数值权威机构IANA分配和控制。如，访问UDP协议的著名应用所使用的端口号有：RPC的端口号是111，SNMP的端口号是161和162，TFTP的端口号是69；访问TCP协议的著名应用所使用的端口号有：SMTP端口号为25，FTP的端口号为21和22，

3、TELNET的端口号为23等。在Unix系统中，将1~1023之间的任何端口称为保留端口（reservedports）。只有超级用户进程才可以使用这些端口。所有熟知端口均为保留端口，因此，使用这些端口的服务器启动时必须具有超级用户的特权。（2）一般端口（1024~65535）。这类端口不受IANA控制，只要不发生使用冲突，任何应用进程均可分配使用。一般来说，服务器进程需要用户指定自己的端口号，因为客户进程只有知道服务器的地址和端口号才能发起连接。而客户进程一般不关心自己使用的端口号，因此通常情况下，它的端口号由操作系统自动分配，系统能够保证不会分配正在使用的

4、端口号给客户进程。但是，只有端口号还不能标识客户和服务器之间的通信连接。例如，主机A上的进程P1使用端口号500同主机C上的使用端口25的进程P3建立连接，同时主机B上的进程P2也使用端口号500同主机C上的使用端口25的进程P3建立连接，显然，只有端口号P3是无法区分开P1和P2的。所以，应该将主机的IP地址和端口号结合起来一起使用。一条连接由它的两个端点来标识。端点就是我们熟悉的插口第2章插口API简介51，插口API的名称因此而来。每一个插口是一个二元组（IP地址，端口号）。一对插口即可标识一条连接，它是一个四元组：（本地IP地址，本地端口，远程IP地

5、址，远程端口）在整个Internet中，在运输层通信的一对插口必须是唯一的。对于提供无连接服务的UDP，同样适合上面的概念。这样才能区分开同时通信的多个主机中的多个进程。事实上，可以将插口理解为一次通信过程的标识，而不管其是否是有连接的。这时，可以用一个五元组来标识一个通信过程：（本地IP地址，本地端口，使用协议，远程IP地址，远程端口）在进行基于插口API的网络应用程序设计时，必须指定或获取连接标识四元组中的每一个元素后，通信才能开始。通信完成后，这些资源将被释放。2-3基本数据结构在插口API中，最基本的也是最常用的数据结构是插口地址结构。因为每一种协议

6、的地址格式可能不同，所以每个协议必须定义自己的插口地址结构。这些结构的名字均以“sockaddr_”开头，外加一个唯一的后缀来区分不同的协议。同时，为了方便插口地址参数的传递，插口API又定义了一个通用的插口地址结构——sockaddr。本节将介绍一些常见的插口地址结构和通用插口地址结构。尽管不同系统中的协议实现因为遵循的标准有所不同，导致插口地址结构的定义上有些区别，但插口地址结构中的一些主要成员的名称都是一样的。这是为了基于插口API的网络应用程序的可移植性，同时也是Unix标准Posix.1中所要求的结果。2-3-1IPv4插口地址结构IPv4插口地址

7、结构在头文件中定义，结构名称为sockaddr_in。Unix标准Posix.1g中有关sockaddr_in的定义为：structin_addr{in_addr_ts_addr;/*32-bitIPv4地址*/};structsockaddr_in{uint8_tsin_len;/*lengthofstructure（16）*/sa_family_tsin_family;/*AF_INET*/.in_port_tsin_port;/*16-bitTCPorUDPportnumber,networkbyteordered*/str

8、uctin_addrsin_addr;/*32-bi