linux文件名称长度不能超过（Linux下的高性能轻量级Web服务器（一））

1.让服务器监听客户端的连接请求

1.1 代码块

#include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <string.h> #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define BUFFER_LEN 1024 #define Max_Client_Num 32 #define port 8080 int main() { /* 创建监听socket文件描述符 */ int listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(listenfd == -1) { perror("socket"); exit(EXIT_FAILURE); } /* 创建监听socket的TCP/IP的IPV4 socket地址 */ struct sockaddr_in address; /* 将address指向的内存块清零 */ bzero(&address, sizeof(address)); address.sin_family = AF_INET; address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* INADDR_ANY：将套接字绑定到所有可用的接口 */ address.sin_port = htons(port); /* port：端口号 */ int flag = 1; /* setsockopt设置socket选项   
    
    
    
    ，SO_REUSEADDR 允许端口被重复使用 */ setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, sizeof(flag)); /* 绑定socket和它的地址 */ if (bind(listenfd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address)) == -1) { perror("bind"); return -1; } /* 创建监听队列以存放待处理的客户连接


     


     


     


     


，在这些客户连接被accept()之前 */ if (listen(listenfd, Max_Client_Num)) { perror("listen"); return -1; } return 0; } socket函数：int socket(int domain, int type, int protocol)

domain即协议域(族) 




 




 




 




，常用的协议族有AF_INET    
    
    
    
、AF_INET6    


     


     


     


    、AF_LOCAL（或称AF_UNIX   

   

   

   

   ，Unix域socket）等等（也可以使用PF前缀

     

     

     

     

，AF_* 和 PF_* 有完全相同的值
  




  




  




  




，所以二者经常混用）   
    
    
    
    。domain决定了socket的地址类型  


  


  


  


  ，如AF_INET决定了要用ipv4地址（32位的）与端口号（16位的）的组合




 




 




 




 


、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址


     


     


     


     


。

  type 为数据传输方式/套接字类型 
     
     
     
     
，常用的有 SOCK_STREAM（流格式套接字/面向连接的套接字） 和 SOCK_DGRAM（数据报套接字/无连接的套接字） 




 




 




 




。两种套接字的区别   

   

   

   

   。

  protocol 表示传输协议

   




   




   




   




，是在前两个参数构成的协议集合下 



 



 



 



 ，再选择一个具体的传输协议                      ，这个值通常都是唯一的（前两个参数已经完全决定了它的值）

     

     

     

     

。几乎在所有情况下


    




    




    




    




，我们都应该把它设置为0



















，表示使用默认值（让系统自动推演出使用哪种协议）
  




  




  




  




。

该函数成功时返回一个socket文件描述符                       ，失败则返回-1并设置errno  


  


  


  


  。

  socket地址

1)理解socket地址

假设小明想给女神打电话


     



     



     



     



，需要知道对方的电话号码才能进行沟通



















，而我们进行网络通信也需要先知道对方的socket地址 
     
     
     
     
。

在网络通信中   
    
    
    
    ，socket地址最关键的两部分为：（ip


     


     


     


     


，port） 




 




 




 




，即IP地址和port端口号   

   

   

   

   ，比如一个网络地址为210.177.200.192：8000

     

     

     

     

， 通过IP地址210.177.200.192在网络中找到该计算机
  




  




  




  




，再通过端口号8000与该计算机上对应的应用程序进行通信

   




   




   




   




。

2)通用socket地址

socket网络编程用接口中表示socket地址的是结构体sockaddr  


  


  


  


  ，其定义如下：

#include

struct sockaddr

{

sa_family_t sa_family; /* sa_family是地址族类型的变量 */

char sa_data[14]; /* 14字节 
     
     
     
     
，存放socket地址值

   




   




   




   




，ip地址和端口号 */

};

因为14字节的sa_data无法完全容纳多数协议族的地址值 



 



 



 



 。因此 



 



 



 



 ，Linux定义了新的通用socket地址结构体：

struct sockaddr_storage

{

sa_family_t sa_family; // 地址族

unsigned long int __ss_align; // 用于内存对齐

char __ss_padding[128-sizeof(__ss_align)]; // 提供足够大的空间用于存放地址值

};

但一般不直接用通用socket结构体                      ，因为用的会蛋疼


    




    




    




    




，需要执行繁琐的位操作                      。

注意:

sockaddr_storage结构体往往用于事先不知道地址族的类型这一情况



















，因为它能够承载系统支持的任何socket地址结构体


    




    




    




    




。

3)专用socket地址

因为通用socket地址非常不好使用                       ，所以Linux为各个协议族提供了专门的socket地址结构体



















。

UNIX本地域协议族使用如下专用socket地址结构体：

#include

struct sockaddr_un

{

sa_family_t sin_family; /* 地址族：AF_UNIX */

char sun_path[108]; /* 文件路径名 */

};

TCP/IP协议族有sockaddr_in和sockaddr_in6

两个专用socket地址结构体


     



     



     



     



，它们分别用于IPv4和IPv6：

struct sockaddr_in

{

sa_family_t sin_family; /* 地址族:AF_INET */

u_int16_t sin_port; /* 端口号,要用网络字节序表示 */

struct in_addr sin_addr; /* IPv4地址结构体,见下面 */

};

struct in_addr

{

u_int32_t s_addr; /* IPv4地址,要用网络字节序表示 */

};

struct sockaddr_in6

{

sa_family_t sin6_family; /* 地址族:AF_INET6 */

u_int16_t sin6_port; /* 端口号,要用网络字节序表示 */

struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6地址结构体 */

u_int32_t sin6_flowinfo; /* 流信息,应设置为0 */

u_int32_t sin6_scope_id; /* scope ID */

};

struct in6_addr

{

unsigned char sa_addr[16]; /* IPv6地址,要用网络字节序表示 */

};

注意：所有专用socket地址（以及sockaddr_storage）类型的变量在实际使用时都需要转化为通用socket地址类型sockaddr(强制转换即可)





















，因为所有socket编程接口使用的地址参数的类型都是sockaddr                       。

  socket选项：int setsockopt( int socket, int level, int option_name,const void *option_value, socklen_t    
    
    
    
    ，option_len)

sockfd参数指定被操作的目标socket


     



     



     



     



。level参数指定要操作哪个协议的选项


     


     


     


     


，比如IPv4   

   

   

   

、IPv6     

     

     

     

   、TCP等



















。option_value参数则指定选项的名字   
    
    
    
    。常用的选项有SO_REUSEADDR




  




  




  




  

、SO_RCVBUF
  


  


  


  


、SO_SNDBUF     
     
     
     
  、SO_RCVLOWAT 




   




   




   




   
、SO_SNDLOWAT

 



 



 



 



、SO_LINGER选项


     


     


     


     


。option_value和option_len

参数分别是被操作选项的值和长度 




 




 




 




。

  htonl(), ntohl(), htons(), ntohs() 函数

了解这四个函数功能前 




 




 




 




，应先知道什么是大端/小端字节序   

   

   

   

   。例如一个int类型的数占4字节（可以理解为由四部分二进制数组成了这个int类型的数）   

   

   

   

   ，这四部分在内存中的排列顺序就是字节序问题

     

     

     

     

。字节序分为大端字节序（big endian）和小端字节序（little endian）
  




  




  




  




。

大端字节序是指一个整数的高位字节（23 ~ 31bit）存储在内存的低地址处

     

     

     

     

，低位字节（0 ~ 7bit）存储在内存的高地址处  


  


  


  


  。小端字节序

则相反
  




  




  




  




，高位字节存储在内存的高地址处  


  


  


  


  ，低位字节存储在内存的低地址处 
     
     
     
     
。

例如 0x1234567

的大端字节序和小端字节序如下图所示：

在两台使用不同字节序的主机之间直接传递时 
     
     
     
     
，接收端必然会错误的解释信息

   




   




   




   




。解决办法就：发送端总把数据转化为大端字节序数据后再发送

   




   




   




   




，而接收端可根据自身的字节序决定是否对接收的数据进行转换 



 



 



 



 。

Linux提供了以下四个函数来完成大端字节序（也叫网络字节序）和小端字节序（主机字节序）的转换：

unsigned long int htonl(unsigned lont int hostlong);

unsigned short int htons(unsigned short int hostshort);

unsigned long int ntohl(unsigned lont int netlong);

unsigned short int ntohs(unsigned short int netshort);

它们的含义非常明确 



 



 



 



 ，例如htonl表示“ host to network long    
    
    
    
    ”                       ，即将长整型（32bit）的主机字节序转化为网络字节序                      。长整型函数通常用来转换IP地址


    




    




    




    




，短整型函数用来转换端口号（任何格式化的数据通过网络传输时



















，都应该使用这些函数来转换字节序）


    




    




    




    




。

  bind函数：int bind ( int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen )

将一个socket与socket地址绑定称为给socket命名



















。在服务器程序中                       ，通常需要命名socket


     



     



     



     



，因为只有命名后客户端才能知道如何连接它                       。客户端则通常不需要命名socket



















，而是采用匿名的方式   
    
    
    
    ，即使用操作系统自动分配的socket地址


     



     



     



     



。

命名socket的方法则是采用bind函数


     


     


     


     


，bind将addr所指的socket地址分配给未命名的sockfd文件描述符 




 




 




 




，addrlen参数指出该socket地址的长度



















。

bind成功时返回0   

   

   

   

   ，失败时返回-1并设置errno   
    
    
    
    。其中常见的errno是EACCES和EADDRINUSE


     


     


     


     


。

EACCES

表示被绑定的地址是受保护的地址

     

     

     

     

，仅超级用户能够访问
  




  




  




  




，比如普通用户将socket绑定到知名服务端口（0~1023）上 




 




 




 




。

EADDRINUSE

表示被绑定的地址正在使用中   

   

   

   

   。

  listen函数：int listen ( int sockfd, int backlog )

socket被命名后  


  


  


  


  ，还不能马上接收客户连接 
     
     
     
     
，我们需要使用listen函数来创建一个监听队列以存放待处理的客户连接

     

     

     

     

。

sockfd参数指定被监听的socket
  




  




  




  




。backlog参数表示监听队列的最大长度  


  


  


  


  。监听队列的长度如果超过backlog

   




   




   




   




，服务器将不受理新的客户连接 



 



 



 



 ，客户端也会收到ECONNREFUSED错误信息 
     
     
     
     
。在Linux内核＞2.2

之后的版本中                      ，backlog只表示处于完全连接状态的socket的上限

   




   




   




   




。

listen成功时返回0


    




    




    




    




，失败则返回-1并设置errno 



 



 



 



 。