• bind()和connect()函数:绑定套接字并建立连接

    socket() 函数用来创建套接字,确定套接字的各种属性,然后服务器端要用 bind() 函数将套接字与特定的 IP 地址和端口绑定起来,只有这样,流经该 IP 地址和端口的数据才能交给套接字处理。类似地,客户端也要用 connect() 函数建立连接。

    bind() 函数

    bind() 函数的原型为:

    int bind(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);  //Linux
    int bind(SOCKET sock, const struct sockaddr *addr, int addrlen);  //Windows

    下面以 Linux 为例进行讲解,Windows 与此类似。

    sock 为 socket 文件描述符,addr 为 sockaddr 结构体变量的指针,addrlen 为 addr 变量的大小,可由 sizeof() 计算得出。

    下面的代码,将创建的套接字与IP地址 127.0.0.1、端口 1234 绑定:

    //创建套接字
    int serv_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    
    //创建sockaddr_in结构体变量
    struct sockaddr_in serv_addr;
    memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));  //每个字节都用0填充
    serv_addr.sin_family = AF_INET;  //使用IPv4地址
    serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");  //具体的IP地址
    serv_addr.sin_port = htons(1234);  //端口
    
    //将套接字和IP、端口绑定
    bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));

    这里我们使用 sockaddr_in 结构体,然后再强制转换为 sockaddr 类型,后边会讲解为什么这样做。

    sockaddr_in 结构体

    接下来不妨先看一下 sockaddr_in 结构体,它的成员变量如下:

    struct sockaddr_in{
        sa_family_t     sin_family;   //地址族(Address Family),也就是地址类型
        uint16_t        sin_port;     //16位的端口号
        struct in_addr  sin_addr;     //32位IP地址
        char            sin_zero[8];  //不使用,一般用0填充
    };

    1) sin_family 和 socket() 的第一个参数的含义相同,取值也要保持一致。

    2) sin_prot 为端口号。uint16_t 的长度为两个字节,理论上端口号的取值范围为 0~65536,但 0~1023 的端口一般由系统分配给特定的服务程序,例如 Web 服务的端口号为 80,FTP 服务的端口号为 21,所以我们的程序要尽量在 1024~65536 之间分配端口号。

    端口号需要用 htons() 函数转换,后面会讲解为什么。

    3) sin_addr 是 struct in_addr 结构体类型的变量,下面会详细讲解。

    4) sin_zero[8] 是多余的8个字节,没有用,一般使用 memset() 函数填充为 0。上面的代码中,先用 memset() 将结构体的全部字节填充为 0,再给前3个成员赋值,剩下的 sin_zero 自然就是 0 了。

    in_addr 结构体

    sockaddr_in 的第3个成员是 in_addr 类型的结构体,该结构体只包含一个成员,如下所示:

    struct in_addr{
        in_addr_t  s_addr;  //32位的IP地址
    };

    in_addr_t 在头文件 <netinet/in.h> 中定义,等价于 unsigned long,长度为4个字节。也就是说,s_addr 是一个整数,而IP地址是一个字符串,所以需要 inet_addr() 函数进行转换,例如:

    unsigned long ip = inet_addr("127.0.0.1");
    printf("%ld\n", ip);

    运行结果:
    16777343


    图解 sockaddr_in 结构体

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