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socket编程之connect()

飒飒ai 2023-11-12 原文

5 connect()

connect（） 系统调用将文件描述符 sockfd 引用的套接字连接到 addr 指定的地址。

2.1 包含头文件

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

2.2 函数主体

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

参数解释：

  • int sockfd

​ socket()函数返回的未被使用的文件描述符

  • const struct sockaddr *addr

​ 该地址为所要连接的socket的地址，connect（） 系统调用将文件描述符 sockfd 引用的套接字连接到 addr 指定的地址。

​ 如果套接字 sockfd 的类型为 SOCK_DGRAM，则 addr 是默认情况下数据报发送到的地址，也是接收数据报的唯一地址。如果套接字的类型为 SOCK_STREAM 或 SOCK_SEQPACKET，则此调用将尝试与绑定到 addr 指定的地址的套接字建立连接。通常，基于连接的协议套接字可能只成功连接（）一次;无连接协议（例如UDP数据报）套接字可以多次使用 connect（） 来更改其关联。

  • socklen_t addrlen

​ addrlen 参数指定 addr 的大小。

2.3 返回值

如果连接成功，则返回0；出错时，返回-1，错误类型如下：

错误类型解释
EACCES, EPERM用户尝试连接到广播地址，但未启用套接字广播标志，或者由于本地防火墙规则，连接请求失败。
EACCES（本地套接字）对套接字文件的写入权限被拒绝，或者对路径前缀中的某个目录的搜索权限被拒绝。
EADDRINUSE本地地址已在使用中。
EAFNOSUPPORT传递的地址其sa_family字段中不正确。
EAGAIN路由缓存中的条目不足。
EALREADY套接字为非阻塞套接字，且上一次尝试连接还未完成。
EBADFsockfd不是有效的文件描述符。
ECONNREFUSED流套接字上的 connect（） 发现没有在监听的远程地址。
EFAULT套接字结构地址位于用户的地址空间之外。
EINTR本次系统调用被捕获的信号中断。
EISCONN套接字已连接。
ENETUNREACH网络无法访问。
EPROTOTYPE套接字类型不支持请求的通信协议。例如，尝试将 UNIX 域数据报套接字连接到流套接字时，可能会发生此错误。
ETIMEDOUT尝试连接时超时。 服务器可能太忙，无法接受新连接。 对于 IP 套接字，在服务器上启用 syncookie 时，超时可能很长。

2.4 小结

介绍完connect()函数之后，socket编程的五个基本函数便已经全部介绍完毕，基于这五个函数的两个或多个套接字便可以正常建立连接，进行读写操作，读写操作用到的函数将在后面的小节中继续总结更新。此处，先对服务端和客户端建立连接的过程进行总结。

我们创建的socket的数据结构如下图，每个进程都会维护一个这样的文件描述符表。

服务端与客户端建立连接的流程如下：

  • 服务端：socket()—bind()—listen()—accept()(阻塞…)
  • 客户端：socket()—connect()(阻塞…)

在客户端调用connect()尝试连接服务端时，双方三次握手建立连接的流程如下：

对上图进一步补充说明：

  • 客户端调用connect()时，双方开始三次握手建立连接，建立连接流程如下：

    • 客户端调用connect()后阻塞，向服务端发送SYN J包，此时客户端进入SYN_SENT状态，等待服务端发送ACK+SYN
    • 服务端收到SYN报文后，进入SYN_RCVD状态，发送ACK J+1,SYN K给客户端，发送成功后进入ESTABLISTED状态。
    • 客户端收到ACK+SYN后，connect()返回，进入ESTABLISTED状态，向服务端发送ACK K+1。
    • 服务端收到ACK包后，accept()函数返回，返回值为监听socket维护的第一个队列中的第一个socket。

  • 监听套接字会维护两个连接队列，第一个为进入ESTABLISTED状态的套接字队列，第二个为ESTABLISTED状态之前的套接字队列。可以通过“netstat -an”命令查看主机目前所维护的来连接。

  • 服务端和客户端socket初始化步骤为何有区别：

    • 服务端，顾名思义用来提供服务，不同的端口提供不同的服务，因此需要绑定唯一的端口来表明该服务的地址，这样客户端才可以找到该服务的位置。
    • 客户端，建立连接也需要一个端口，但是并不需要固定一个端口，因此默认有系统随机分配。同时面向连接的TCP数据报中会包含主机与目的主机的IP和端口，因此，不需要再应用层使用bind()进行绑定。

函数的简单实战可以通过这个项目：代码传送门

connectsocket套接字套接xff网络udp网络协议tcp/ip

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