socket(7)-白红宇

socket(7)

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发布时间：2019-06-14

本文共 6530 字，大约阅读时间需要 21 分钟。

SOCKET(7)

NAME

socket —— Linux套接字接口

SYNOPSIS

#include 
      
        sockfd = socket(int socket_family, int socket_type, int protocol);

DESCRIPTION

此手册描述Linux网络套接层用户接口。BSD兼容的通用接口位于用户矜持和内核的网络协议栈之间。协议模块以协议族和套接字类型分组，协议族如AF_INET，AF_IPX，AF_PACKET；套接字类型如SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM。参见socket(2)以获取更多有关协议族和类型的信息。

套接字层函数

这些函数被用户进程用来发送或接受包以及其它套接字操作。参见它们各自的手册页以了解更多信息。

socket创建一个套接字，connect将一个套接字链接到远程套接字地址，bind将一个套接字绑定到本地套接字地址，listen告诉套接字准备接受连接请求，accept用于获取一个接入连接的套接字。socketpair返回两个互连的匿名套接字（只有少数几个本地协议族的实现像AF_UNIX）。

send，sendto和sendmsg在一个套接字上发送数据，recv，recvfrom和recvmsg从一个套接字接收数据。poll和select等待数据到达或数据发送准备就绪。此外，标准I/O操作像write，writev，sendfile，read，readv可以用于读写数据。

getsockname返回本地套接字地址，getpeername返回远程套接字地址。getsockopt和setsockopt用于设置/获得套接层或相关协议的选项。ioctl可以用于设置或读取一些相关选项。

close用于关闭套接字，shutdown关闭全双工套接字的部分连接。

不支持在套接字上寻址或以非0的偏移位置为之调用pread/pwrite。

使用fcntl为文件描述符设置O_NONBLOCK标记可以使套接字以非阻塞模式I/O。这意味着所有可能阻塞的操作都将出错返回EAGAIN（操作可以在稍后重试）；connect则将返回EINPROGRESS错误。用户可以可以通过poll或select等待各种的事件。

I/O事件表
事件	轮询标记	描述
Read	POLLIN	新数据到达
Read	POLLIN	连接已经完成（针对面向连接的套接字）
Read	POLLHUP	对方请求断开连接
Read	POLLHUP	连接被断开（针对面向连接的套接字）如果在套接字上写将收到SIGPIPE信号
Write	POLLOUT	套接字已经有充足的发送缓冲区空间用于发送新数据
Read/Write	POLLIN\|POLLOUT	一个外出套接字已经完成
Read/Write	POLLERR	出现了异步错误
Read/Write	POLLHUP	对方关闭了发送端
Read/Write	POLLPRI	紧急数据到达，SIGURG随后发送

poll和select的替代方案是让内核通过信号SIGIO通知进程。为此，必须通过fcntl为套接字描述符设置O_ASYNC标记，且通过sigaction为SIGIO安装一个有效的信号处理函数。参见下面有关信号的讨论。

套接字选项

可以以level值为SOL_SOCKET调用setsockopt/getsockopt设置/读取套接字选项：

SO_ACCEPTCONN

返回一个值，表明是否调用了listen以标记套接字可以接受接入连接。0代表套接字不是监听套接字，1则代表是。只能用于getsockopt。

SO_BINDTODEVICE

将套接字绑定到一个特定设备，通过接口名称诸如“eth0”指定。如果名称是一个空字符串或长度为0，则移除设备。传递的选项是一个可变长度的，空字符结尾的本地接口名称字符串，最大长度是IFNAMSIZ。如果一个套接字绑定到一个接口，则它只能处理特定接口上接收的包。注意，只能在几种套接字类型上工作，特定于AF_INET。它不支持包套接字（这类通常用bind(8)）。

SO_BROADCAST

设置或获取广播标记。当启用是，数据报套接字接收从广播地址发送的包，也允许它向广播地址发送包。此选项对面向流的套接字无效。

SO_BSDCOMPAT

启用BSD bug-to-bug兼容模式。Linux 2.0和2.2中用于UDP协议模块。如果启用，在UDP套接字上收到的ICMP错误将不会传递给用户进程。后来的内核版本中，此选项的支持已被淘汰：Linux 2.4简单忽略它，而Linux 2.6发现进程使用此选项将生成内核警告。Linux 2.0可以对raw套接字启用BSD bug-to-bug兼容模式选项，但是在Linux 2.2中被移除。

SO_DEBUG

启用套接字调试。只允许具备CAP_NET_ADMIN权限或有效进程ID为0的进程使用。

SO_ERROR

获取并清除未决的套接字错误。只读选项，返回一个整数值。

SO_DONTROUTE

不通过网关转发，直接发送给直接连接的主机。在一个套接字上以MSG_DONTROUTE标记调用send操作效果是一样的。期望一个整数布尔标记。

SO_KEEPALIVE

在面向连接的套接字上启用keep-alive消息发送。期望一个整数布尔标记。

SO_LINGER

设置或获取SO_LINGER选项。此参数是一个linger结构。

struct linger {
      int l_onoff;    /* linger active */ int l_linger;   /* how many seconds to linger for */ };

如果启用，close或shutdown调用将阻塞直到所有排队的消息被成功发送或者超时；否则，它们立即返回，关闭将在后台完成。当套接字在exit中关闭时，它总是在后台完成的。 SO_OOBINLINE

如果此选项启用，带外数据直接放置在数据流中；否则，带外数据只能以MSG_OOB调用recv传递。

SO_PASSCRED

启用或禁用接收SCM_CREDENTIALS控制消息。参见unix(7)了解更多信息。

SO_PEERCRED

返回连接到此套接字的进程的凭据。这只可能在已连接的AF_UNIX流套接字或socketpair创建的流或数据报套接字上使用；参见unix(7)。返回的凭据效用截至该进程调用connect或socketpair时。参数是一个ucred结构。只读选项。

SO_PRIORITY

为此套接字发出的所有包设置协议定义的优先级。Linux使用此值排序网络队列：根据选择的设备排队规律，高优先级的包可能被优先处理。对于IP协议，这将连带设置外出IP报头的TOS字段。设置0~6级别的优先级需要CAP_NET_ADMIN权限。

SO_RCVBUF

设置或获取最大套接字接收缓冲区字节数。setsockopt时内核将此值加倍（缓冲轮换），在getsockopt时就返回加倍值。默认值在/proc/sys/net/core/rmem_default修改，最大允许值在/proc/sys/net/core/rmem_max修改。最小值（已经加倍的）是256。

SO_RCVBUFFORCE (since Linux 2.6.14)

使用这个套接字选项，特权（CAP_NET_ADMIN）进程可以执行SO_RCVBUF一样的任务，但可以重写rmem_max限制。

SO_RCVLOWAT and SO_SNDLOWAT

指定套接层传递数据到协议（SO_SNDLOWAT）或用户接收（SO_RCVLOWAT）时，缓冲区至少应该有多少字节数。两个值都初始化为1.SO_SNDLOWAT在Linux下是不可修改的（setsockopt以错误ENOPROTOOPT失败）。SO_RCVLOWAT从Linux 2.4开始可以修改。现行的select和poll系统调用并不理会Linux上的SO_RCVLOWAT设置，哪怕只有1字节可用也会标记套接字可读，接着的读取会被阻塞，直到SO_RCVLOWAT字节数可用。

SO_RCVTIMEO and SO_SNDTIMEO

指定接收或发送报告错误之前的超时值。参数是一个timeval结构。如果一个输入或输出函数在这段时间内阻塞，数据也已经被发送或接收，则其返回值将是传输的数据量；如果没有传输任何数据而超时，则其返回-1并设置EAGAIN或EWOULDBLOCK，就好像套接字是非阻塞的一样。如果超时值设置为0，则操作将一直阻塞。超时只是针对执行套接字I/O的系统调用如read，recvmsg，send，sendmsg有效，对select，poll，epoll_wait等则无效。

SO_REUSEADDR

指定提供给bind调用的本地地址是否允许被重用。对于AF_INET套接字，这意味着，除了当前活跃的监听套接字地址之外，它可以绑定任意的地址。当监听套接字绑定到INADDR_ANY和一个特定的端口，则无法将任意地址绑定到该端口。参数是一个整数布尔标记。

SO_SNDBUF

设置或获取最大套接字缓冲区字节数。在setsockopt时内核将此值加倍，调用getsockopt是就返回加倍值。默认值可以在/proc/sys/net/core/wmem_default修改，最大允许值可以在/proc/sys/net/core/wmem_max修改。此选项传递的最小（加倍过的）值是2048。

SO_SNDBUFFORCE (since Linux 2.6.14)

使用套接字选项，特权（CAP_NET_ADMIN）进程可以执行与SO_SNDBUF一样的任务，但wmem_max限制可以被重写。

SO_TIMESTAMP

启用或禁用接收SO_TIMESTAMP控制消息。时间戳控制消息以level值SOL_SOCKET发送，cmsg_data字段放置一个timeval结构，说明用户在套接字上最后发送包的时间。参见cmsg(3)了解控制消息的细节。

SO_TYPE

获取套接字类型（诸如SOCK_STREAM）。只读选项。

信号

当向一个已经关闭（被本地或远程端）的连接套接字写时，SIGPIPE会被递送到写进程，且调用返回EPIPE。如果写调用指定了MSG_NOSIGNAL标记则不发送信号。

当事先用fcntl设置了FIOSETOWN或用ioctl设置了SIOCSPGRP时，每当发生I/O事件都会被递送SIGIO信号。可以在信号处理程序中调用poll或select以了解是那个套接字触发了信号。一个替代方案（in Linux 2.2）是调用fcntl以F_SETSIG设置实时信号；文件描述符将通过siginfo_t的si_fd字段传递给信号处理程序。参见fcntl(2)了解更多。

在某些情况下（例如，多个进程访问单个套接字），引起SIGIO的条件也许在进程相应信号时已经消失。如果出现这种情况，进程应该再次等待，因为Linux会重发信号。

/proc接口

内核网络参数可以通过目录/proc/sys/net/core/下的文件访问。

rmem_default

包含套接字接收缓冲区字节数的默认设置。

rmem_max

包含套接字用户可以用SO_RCVBUF选项设置的上限值。

wmem_default

包含套接字发送缓冲区字节数的默认设置。

wmem_max

包含套接字用户可以用SO_SNDBUF选项设置的上限值。

message_cost and message_burst

configure the token bucket filter used to load limit warning messages caused by external network events.

netdev_max_backlog

全局输入队列中包的最大数目。

optmem_max

每个套接字允许传递的辅助数据或用户控制数据像iovecs的最大长度。

Ioctls

以下操作可以被如下访问：

error = ioctl(ip_socket, ioctl_type, &value_result);

SIOCGSTAMP

返回一个timeval结构，表示用户最后一次接到包时间戳。这是非常准确的往返时间测量。参见setitimer了解timeval的详细信息。如果套接字选项SO_TIMESTAMP没有被设置，ioctl是唯一可用的。如果SO_TIMESTAMP没有设置，它返回最后一个包的时间戳，或者如果没有收到这样的一个包而失败（亦即，ioctl以错误ENOENT返回-1）。

SIOCSPGRP

设置进程或进程组发送SIGIO或SIGURG信号，当一个异步I/O操作完成或紧急数据可用。参数是一个pid_t的指针。如果参数是正数，发送信号到进程，如果参数是负数，发送信号到进程组。进程只能选择自己或它拥有的进程组接收信号，除非它具有CAP_KILL特权或有效UID为0。

FIOASYNC

改变O_ASYNC标记以启用或禁用异步I/O模式。异步I/O模式意味着SIGIO信号或以F_SETSIG设置的信号将在新的I/O事件发生时提交。

参数是一个整数布尔标记。（此操作与fcntl设置O_ASYNC标记相同）

SIOCGPGRP

获取当前接收SIGIO或SIGURG信号的进程或进程组，如果未设置则返回0。

有效的fcntl操作：

FIOGETOWN

与ioctl调用SIOCGPGRP相同。

FIOSETOWN

与ioctl调用SIOCSPGRP相同。