bind 函数

调用函数 socket 创建套接字描述符时，该套接字描述符是存储在它的协议族空间中，没有具体的地址，要使它与一个地址相关联，可以调用函数bind 使其与地址绑定。客户端的套接字关联的地址一般可由系统默认分配，因此不需要指定具体的地址。若要为服务器端套接字绑定地址，可以通过调用函数 bind 将套接字绑定到一个地址。下面是该函数的描述：

  1. /* 套接字的基本操作 */   
  2.    
  3. /*  
  4.  * 函数功能：将协议地址绑定到一个套接字；其中协议地址包含IP地址和端口号；  
  5.  * 返回值：若成功则返回0，若出错则返回-1；  
  6.  * 函数原型：  
  7.  */   
  8. #include <sys/socket.h>   
  9. int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);   
  10. /*  
  11.  * 说明：  
  12.  * sockfd 为套接字描述符；  
  13.  * addr是一个指向特定协议地址结构的指针；  
  14.  * addrlen是地址结构的长度；  
  15.  */   

对于 TCP 协议，调用 bind 函数可以指定一个端口号，或指定一个 IP 地址，也可以两者都指定，还可以都不指定。若 TCP 客户端或服务器端不调用bind 函数绑定一个端口号，当调用connect 或 listen 函数时，内核会为相应的套接字选择一个临时端口号。一般 TCP 客户端使用内核为其选择一个临时的端口号，而服务器端通过调用bind 函数将端口号与相应的套接字绑定。进程可以把一个特定的 IP 地址捆绑到它的套接字上，但是这个 IP 地址必须属于其所在主机的网络接口之一。对于 TCP 客户端，这就为在套接字上发送的 IP 数据报指派了源 IP 地址。对于 TCP 服务器端，这就限定该套接字只接收那些目的地为这个 IP 地址的客户端连接。TCP 客户端一般不把 IP 地址捆绑到它的套接字上。当连接套接字时，内核将根据所用外出网络接口来选择源 IP 地址，而所用外出接口则取决于到达服务器端所需的路径。若 TCP 服务器端没有把 IP 地址捆绑到它的套接字上，内核就把客户端发送的 SYN 的目的 IP 地址作为服务器端的源 IP 地址。

在地址使用方面有下面一些限制：

在进程所运行的机器上，指定的地址必须有效，不能指定其他机器的地址;

地址必须和创建套接字时的地址族所支持的格式相匹配;

端口号必须不小于1024，除非该进程具有相应的特权(超级用户);

一般只有套接字端点能够与地址绑定，尽管有些协议允许多重绑定;

listen 函数

在编写服务器程序时需要使用监听函数 listen 。服务器进程不知道要与谁连接，因此，它不会主动地要求与某个进程连接，只是一直监听是否有其他客户进程与之连接，然后响应该连接请求，并对它做出处理，一个服务进程可以同时处理多个客户进程的连接。listen 函数描述如下：

  1. /*  
  2.  * 函数功能：接收连接请求；  
  3.  * 函数原型：  
  4.  */   
  5. #include <sys/socket.h>   
  6.    
  7. int listen(int sockfd, int backlog);//若成功则返回0，若出错则返回-1；   
  8. /*  
  9.  * sockfd是套接字描述符；  
  10.  * backlog是该进程所要入队请求的最大请求数量；  
  11.  */   

listen 函数仅由 TCP 服务器调用，它有以下两种作用：

当 socket 函数创建一个套接字时，若它被假设为一个主动套接字，即它是一个将调用connect 发起连接的客户端套接字。listen 函数把一个未连接的套接字转换成一个被动套接字，指示内核应该接受指向该套接字的连接请求;

listen 函数的第二个参数规定内核应该为相应套接字排队的最大连接个数;

listen 函数一般应该在调用socket 和bind 这两个函数之后，并在调用 accept 函数之前调用。 内核为任何一个给定监听套接字维护两个队列：

未完成连接队列，每个这样的 SYN 报文段对应其中一项：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 TCP 三次握手过程。这些套接字处于 SYN_REVD 状态;

已完成连接队列，每个已完成 TCP 三次握手过程的客户端对应其中一项。这些套接字处于 ESTABLISHED 状态;

accept 函数

accept 函数由 TCP 服务器调用，用于从已完成连接队列队头返回下一个已完成连接。如果已完成连接队列为空，那么进程被投入睡眠。该函数的返回值是一个新的套接字描述符，返回值是表示已连接的套接字描述符，而第一个参数是服务器监听套接字描述符。一个服务器通常仅仅创建一个监听套接字，它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建一个已连接套接字(表示 TCP 三次握手已完成)，当服务器完成对某个给定客户的服务时，相应的已连接套接字就会被关闭。该函数描述如下：

  1. /* 函数功能：从已完成连接队列队头返回下一个已完成连接；若已完成连接队列为空，则进程进入睡眠；  
  2.  * 函数原型：  
  3.  */   
  4. int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, socklen_t *addrlen);//返回值：若成功返回套接字描述符，出错返回-1；   
  5. /*  
  6.  * 说明：  
  7.  * 参数 cliaddr 和 addrlen 用来返回已连接的对端客户端）的协议地址；  
  8.  *  
  9.  * 该函数返回套接字描述符，该描述符连接到调用connect函数的客户端；  
  10.  * 这个新的套接字描述符和原始的套接字描述符sockfd具有相同的套接字类型和地址族，而传给accept函数的套接字描述符sockfd没有关联到这个链接，  
  11.  * 而是继续保持可用状态并接受其他连接请求；  
  12.  * 若不关心客户端协议地址，可将cliaddr和addrlen参数设置为NULL，否则，在调用accept之前，应将参数cliaddr设为足够大的缓冲区来存放地址，  
  13.  * 并且将addrlen设为指向代表这个缓冲区大小的整数指针；  
  14.  * accept函数返回时，会在缓冲区填充客户端的地址并更新addrlen所指向的整数为该地址的实际大小；  
  15.  *  
  16.  * 若没有连接请求等待处理，accept会阻塞直到一个请求到来；  


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