Unix-Network(3)-基本socket

基本socket

socket函数

SYNOPSIS
     #include <sys/socket.h>

     int
     socket(int domain, int type, int protocol);

family: 协议地址族

AF_xxx:表示地址族
PF_xxx:表示协议族
基本上都是采用的AF_xxx

connect函数

SYNOPSIS
     #include <sys/types.h>
     #include <sys/socket.h>

     int
     connect(int socket, const struct sockaddr *address,
         socklen_t address_len);

如果是TCP套接字，调用connect将发起三次握手，建立成功或出错返回，出错的情况如下：

• 若TCP客户端没有收到SYN分节的响应，则返回TIMEDOUT错误。举例来说，调用connect函数时，发送一个SYN包后若无响应则等待6s后再发一个，若无响应则再等待24s。若总共75s时仍未收到则出现本错误。

• 若对客户端的｀SYN｀的响应是RST,则表明该服务器主机在我们指定的端口没有进程在等待与之连接。这是一种硬错误，客户端一旦收到RST，则马上返回ECONNREFUSED错误。

  产生RST的三个条件：一是目的地为某端口的SYN到达服务器，可是服务器端口并未开放；二是TCP想取消一个已有连接；三是TCP接收到一个根本不存在的连接上的分节。

• 若客户端发出的RST在中间的某个路由器引发了一个“destination unreachable”的ICMP错误，则认为这是一种软错误。客户机内核保存该消息，然后就像情况一一样继续发送，到规定时间（有的是75s）仍未响应，则把保存的消息作为EHOSTUNREACH或ENETUNREACH返回给进程。

端口扫描原理分析
NMAP端口扫描
TCP扫描的原理主要是三次握手。这种扫描也称为SYN扫描。Scanner向主机发起SYN请求。如果服务器回复SYN、ACK，这说明此端口开放。如果回复TCP、RST，表示端口未开放。如果没有回复，那么就可能没有这个服务器，或者数据包被防火墙丢弃。

UDP的扫描原理：由于UDP没有三次握手，所以UDP的扫描原理不一样。同样在Scanner发起一次UDP请求。如果服务器回复ICMP的端口不可达。则说明该服务器的此端口关闭。如果没有回应，这说明：一、服务器开放该端口。二、服务器主机不存在。三、被防火墙等设备丢弃。

ZMAP端口扫描

bind函数

SYNOPSIS
     #include <sys/socket.h>

     int
     bind(int socket, const struct sockaddr *address, socklen_t address_len);

第二个参数是一个指向特定于协议的地址结构的指针，第三个为该地址结构的长度。
返回的常见错误EADDRINUSE，地址已经被使用。

listen函数

#include <sys/socket.h>

     int
     listen(int socket, int backlog);

为了理解bloglog参数，我们必须认识到内核为任何一个给定的监听的套结字维护两个队列：

• 1) 未完成连接队列，每个这样的SYN分节对应其中一项:已由某个客户端发出并到达服务器，而服务器正在等待完成相应的三次握手过程。这些套接字处于SYN_RCVD状态。

• 2）已完成连接队列，每个已完成TCP三路握手过程的客户端对应其中一项。这些套结字处于ESTABLISHED状态。

两队列之和不操过blacklog。

accept函数

SYNOPSIS
     #include <sys/socket.h>
     int
     accept(int socket, struct sockaddr *restrict address, socklen_t *restrict address_len);

参数cliaddr和addrlen用来返回已连接的对端进程的协议地址，调用前，我们将由*addrlen所引用的整数值置为有cliaddr所指的套接字地址结构的长度，返回时，该整数值即为内核存放该套接字地址结构内的确切长度。所以address_len是一个值结果参数。

如果accept成功，那么其返回值是有内核自动生成的一个全新的描述符。

如果我们队客户协议地址不感兴趣，可以把后面两个参数均设置成空指针。

fork和exec函数

并发服务器

一个最简单的并发服务器

for(;;) {
    connfd = accept(listen, ...);
    if ((pid = fork()) == 0) {
        close(listenfd);
        doit(connfd);
        close(connfd);
    }
    close(connfd);
}

对一个套接字调用colse方法，会导致内核发送一个FIN包，但是父进程调用了close(connfd),并没有发送FIN.
因为每个文件或套接字都由一个引用计数，引用计数放在文件表项中维护。

getsockname和getpeername函数