socket函数解析

socket函数详细解析

网络程序设计中的套接字系统调用socket（）用来获得文件描述符。

socket()函数的原型如下：
　　int socket( int domian, int type, int protocol);
　　这个函数建立一个协议族为domain、协议类型type、协议编号为protocol的套接字文件描述符。如果函数调用成功，会返回一个表示这个套接字的文件描述符，失败的时候返回-1。

函数socket()的参数domain用于设置网络通信的域，函数socket()根据这个参数选择通信协议的族。通信协议族在文件sys/socket.h中定义，包含如表所示的值，在头文件中AF_INET和PFINET的值是一致的。

SOCK_STREAM	TCP连接，提供序列化、可靠的、双向连接的字节流。支持带外数据
SOCK_DGRAM	支持UDP连接（无连接状态的消息）
SOCK_SEQPACKET	序列化包，提供一个序列化的、可靠的、双向的基于连接的数据传输通道，数据长度定常。每次调用读系统调用时数据需要将全部数据读出。
SOCK_RAW	RAW类型，提供原始网络协议访问
SOCK_RDM	提供可靠的数据报文，不过可能数据会有乱序
SOCK_PACKET	这是一个专用类型，不能在通用程序中使用

并不是所有的协议族都实现了这些协议类型，例如，AF_INET协议族就没有实现SOCK_SEQPACKET协议类型。
函数socket()的第三个参数protocol用于指定某个协议的特定类型，即type类型中的某个类型。通常某个协议中只有一种特定类型，这样protocol参数仅能设置为0；但是有些协议有多种特定的类型，就需要设置这个参数来选择特定的类型。

类型为SOCK_STREAM的套接字表示一个双向的字节流，与管道类似。流式的套接字在进行数据收发之前必须已经连接，连接使用connet()函数进行。一旦连接，可以使用read()或者write()函数进行数据的传输。流式通信方式保证数据不会丢失或者重复接收，当数据在一段时间内仍然没有接收完毕，可以将这个连接认为已经死掉。
SOCK_DGRAM和SOCK_RAW这两种套接字可以使用函数sendto()来发送数据，使用recvfrom()函数接收数据，recvfrom()接收来自指定IP地址的发送方的数据。
SOCK_PACKET是一种专用的数据包，它直接从设备驱动接收数据。

函数socket()并不总是执行成功，有可能会出现错误，错误的产生有多种原因，可以通过errno获得，具体值和含义在如下表中列出。通常情况下造成函数socket()失败的原因是输入的参数错误造成的，例如某个协议不存在等，这时需要详细检查函数的输入参数。由于函数的调用不一定成功，在进行程序设计的时候，一定要检查返回值。

值	含义
EACCES	没有权限建立指定domain的type的socket
EAFNOSUPPORT	不支持所给的地址类型
EINVAL	不支持次协议或者协议不可用
EMFILE	进程文件表溢出
ENFILE	已经达到系统允许打开的文件数量，打开文件过多
ENOBUFS/ENOMEM	内存不足。socket只有到资源足够或者有进程释放内存
EPROTONOSUPPORT	指定的协议type在domain中不存在
其他

使用socket()函数的时候需要设置上述3个函数，例如将socket()函数的第一个参数domain设置为AF_INET，第二个参数设置为SOCK_STREAM，第三个参数设置为0，建立一个流式套接字。
int sock = socket(AF_INET,SOCK_STEAM,0);

socket()函数和内核函数之间的关系

用户设置套接字的参数后，函数要能够起作用，需要与内核空间的相关系统调用交互。应用层的socket()函数是和内核层的系统调用相对应的。

　　图中用户调用函数sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0),这个函数会调用系统调用函数sys_socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)(在文件net/socket.c中）。系统调用sys_socket()分为两部分，一部分生成内核socket结构（注意与应用层的socket函数是不同的），一部分与文件描述符绑定，将绑定的文件描述符值传给应用层。内核sock结构如下（在文件linux/net.h中）；
　　内核函数sock_create()根据用户的domain指定的协议族，创建一个内核socket结构绑定到当前的进程上，其中的type与用户空间用户的设置值是相同的。
sock_map_fd()函数将socket结构与文件描述符列表中的某个文件描述符绑定，之后的
操作可以查找文件描述符列表来对应内核socket结构。

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