Elementary TCP socket
摘自：《Unix Network Programming, Volumn 3》chapter 4.
# include <sys/socket.h>
int socket (int family, int type, int protocol);
Family:协议族（AF_INET, AF_INET6, AF_LOCAL, AF_ROUTE, AF_KEY等）当前linux可支持更多协议族。
AF_KEY：支持加密保护的数据安全
type:协议类型（SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM, SOCK_RAW）
protocol：大多数情况下为0，除了raw sockets
AF_UNIX区别于AF_LOCAL？？？？？？
Linux支持SOCK_PACKET类型，用于操作2层数据包（datalink）。packet(7)显示，不推荐使用
AF_ 在大多数系统中等同于 PF_
# include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr_in *addr, socketlen_t len);
Connect 主要执行tcp的3次握手（to be established），在发出ACK报文后，connect()就返回了。在此之前，不需要客户端执行bind，内核将自动为其指定ip及port
Connect的错误返回值：
1． 服务器不响应（主叫方发出SYN后，75s内无响应）ETIMEOUT
2． 服务器返回RST（服务器的被动端口未打开hard error）ECONNREFUSED
3． 中间路由器响应目标不可达（soft error），也必须等待75s，期间内核继续发送SYN包。EHOSTUNREACH ENETUNREACH
注意：如果connect返回错误，则该sockfd将不再可用，如需再次申请建立连接，必须：close(sockfd); socket(sockfd2); connect(sockfd2);
# include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *myaddr, socklen_t addrlen);
绑定（bind）用于指定本地sockaddr到套接口
服务器通常需要使用bind来绑定特定的port来监听用户的连接申请。例外：
RPC通过使用端口映射（PORT MAP）来查询所用的RPC端口。
如果服务器未使用bind绑定ip，则使用客户端的目的ip填充到sockaddr。也就是说，在客户端连接到服务器之前，sockaddr的值是未确定的。客户端的本地套接口地址是由路由表决定的
port=0
htonl(INADDR_ANY)
注意：posix.1g规定，sockaddr的sin_port和sin_addr必须是以网络字节顺序表示，虽然INADDR_ANY在大多数情况下为0，但从规范上讲，应该使用上面的例子
在<netinet/in.h>中定义的常数”INADDR_xxx”都是主机顺序，应使用htonl（）进行转换
在bind()执行完成后，本机的sockaddr必须通过getsockname()获得，bind()本身并不返回该值
# include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);做两件事：
1． 将无连接的sockfd转为被动套接口（passive socket），内核将能接受指向sockfd的连接请求。
2． 将该套接口的连接队列置为backlog
内核为每个监听套接口维护2个队列：incomplete和complete
incomplete队列是指，没有完成3次握手的队列。
只有在accept()调用返回后，一个处于complete queue的entry才被清除。而且在此之前所获得的有效数据已保存在TCP接收缓存中
一般系统对backlog的值都有上限，backlog不要设为0（各个系统的实现不一致）。
linux的backlog可以设置为0，表示不限制连接数。但是这含有bug
Linux下的backlog默认为1024
传统上，backlog表示2个队列的和；
linux2.2以后，backlog设为完成队列的值，未完成队列的值由内核管理，通过tcp_max_sys_backlog (sysctl)指定。（这是为了放置网络上的syn攻击塞满早期的整个backlog）
# include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, socklen_t * addrlen);
返回客户端sockaddr
一般listened socket存在于整个服务器进程中，connected socket 存在于每个子进程。
只有超级用户才有权限绑定1－1024口。
fork()后子进程继承父进程sockfd，子进程exec后，如果FD_CLOEXEC为0（默认），则sockfd不会关闭。可以用fcntl()修改。
在子进程exec后，唯一获得sockaddr的函数是getsockname(), getpeername()
iterative server
concurrent server
调用close(sockfd)后: (counter == 0) ? shutdown(sockfd) : (counter-1)
常用并行服务器模型：
Socket();
Bind();
Listen();
While (1) {
Accept();
Pid=Fork();
If (pid==0) { //child process
Close(listenfd);
Do sth;
Close(connfd);
}
If (pid>0) { //parent process
Close(connfd);
}
}
注意：以上的父进程如果省略close(connfd)，后果：
1． 父进程的套接口描述符将越来越大，直到OPEN_MAX
2． 子进程并没有发送FIN，连接依然存在。父进程的连接数一直增大到backlog后，不再接受任何连接
close()进行的操作：(如果counter为0)
1.关闭socket的读、写端
2.发送send buffer中的数据，并且发送FIN
3.并且不会等待对端返回ACK而直接返回。（见p188，figure7.6）
可以通过使用shutdown()，SO_LINGER参数来更改。具体区别见p191，figure7.10
# include <sys/socket.h>
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addlen); //返回本地sockaddr
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addlen); //返回对端sockaddr
由上可以猜想：sockfd所关联的结构中，必然包括本地sockaddr和对端sockaddr。
# include <sys/socket.h>
int socket (int family, int type, int protocol);
Family:协议族（AF_INET, AF_INET6, AF_LOCAL, AF_ROUTE, AF_KEY等）当前linux可支持更多协议族。
AF_KEY：支持加密保护的数据安全
type:协议类型（SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM, SOCK_RAW）
protocol：大多数情况下为0，除了raw sockets
AF_UNIX区别于AF_LOCAL？？？？？？
Linux支持SOCK_PACKET类型，用于操作2层数据包（datalink）。packet(7)显示，不推荐使用
AF_ 在大多数系统中等同于 PF_
# include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr_in *addr, socketlen_t len);
Connect 主要执行tcp的3次握手（to be established），在发出ACK报文后，connect()就返回了。在此之前，不需要客户端执行bind，内核将自动为其指定ip及port
Connect的错误返回值：
1． 服务器不响应（主叫方发出SYN后，75s内无响应）ETIMEOUT
2． 服务器返回RST（服务器的被动端口未打开hard error）ECONNREFUSED
3． 中间路由器响应目标不可达（soft error），也必须等待75s，期间内核继续发送SYN包。EHOSTUNREACH ENETUNREACH
注意：如果connect返回错误，则该sockfd将不再可用，如需再次申请建立连接，必须：close(sockfd); socket(sockfd2); connect(sockfd2);
# include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *myaddr, socklen_t addrlen);
绑定（bind）用于指定本地sockaddr到套接口
服务器通常需要使用bind来绑定特定的port来监听用户的连接申请。例外：
RPC通过使用端口映射（PORT MAP）来查询所用的RPC端口。
如果服务器未使用bind绑定ip，则使用客户端的目的ip填充到sockaddr。也就是说，在客户端连接到服务器之前，sockaddr的值是未确定的。客户端的本地套接口地址是由路由表决定的
port=0
htonl(INADDR_ANY)
注意：posix.1g规定，sockaddr的sin_port和sin_addr必须是以网络字节顺序表示，虽然INADDR_ANY在大多数情况下为0，但从规范上讲，应该使用上面的例子
在<netinet/in.h>中定义的常数”INADDR_xxx”都是主机顺序，应使用htonl（）进行转换
在bind()执行完成后，本机的sockaddr必须通过getsockname()获得，bind()本身并不返回该值
# include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);做两件事：
1． 将无连接的sockfd转为被动套接口（passive socket），内核将能接受指向sockfd的连接请求。
2． 将该套接口的连接队列置为backlog
内核为每个监听套接口维护2个队列：incomplete和complete
incomplete队列是指，没有完成3次握手的队列。
只有在accept()调用返回后，一个处于complete queue的entry才被清除。而且在此之前所获得的有效数据已保存在TCP接收缓存中
一般系统对backlog的值都有上限，backlog不要设为0（各个系统的实现不一致）。
linux的backlog可以设置为0，表示不限制连接数。但是这含有bug
Linux下的backlog默认为1024
传统上，backlog表示2个队列的和；
linux2.2以后，backlog设为完成队列的值，未完成队列的值由内核管理，通过tcp_max_sys_backlog (sysctl)指定。（这是为了放置网络上的syn攻击塞满早期的整个backlog）
# include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, socklen_t * addrlen);
返回客户端sockaddr
一般listened socket存在于整个服务器进程中，connected socket 存在于每个子进程。
只有超级用户才有权限绑定1－1024口。
fork()后子进程继承父进程sockfd，子进程exec后，如果FD_CLOEXEC为0（默认），则sockfd不会关闭。可以用fcntl()修改。
在子进程exec后，唯一获得sockaddr的函数是getsockname(), getpeername()
iterative server
concurrent server
调用close(sockfd)后: (counter == 0) ? shutdown(sockfd) : (counter-1)
常用并行服务器模型：
Socket();
Bind();
Listen();
While (1) {
Accept();
Pid=Fork();
If (pid==0) { //child process
Close(listenfd);
Do sth;
Close(connfd);
}
If (pid>0) { //parent process
Close(connfd);
}
}
注意：以上的父进程如果省略close(connfd)，后果：
1． 父进程的套接口描述符将越来越大，直到OPEN_MAX
2． 子进程并没有发送FIN，连接依然存在。父进程的连接数一直增大到backlog后，不再接受任何连接
close()进行的操作：(如果counter为0)
1.关闭socket的读、写端
2.发送send buffer中的数据，并且发送FIN
3.并且不会等待对端返回ACK而直接返回。（见p188，figure7.6）
可以通过使用shutdown()，SO_LINGER参数来更改。具体区别见p191，figure7.10
# include <sys/socket.h>
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addlen); //返回本地sockaddr
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addlen); //返回对端sockaddr
由上可以猜想：sockfd所关联的结构中，必然包括本地sockaddr和对端sockaddr。