無名套接口
套接口并不總是需要有一個地址。例如， socketpair函數(shù)創(chuàng)建了兩個彼此相連的兩個套接口，但是卻沒有地址。實(shí)際上，他們是無名套接口。想像一下冷戰(zhàn)期間美國總統(tǒng)與蘇聯(lián)之間的紅色電話。 他們?nèi)魏我欢瞬⒉恍枰娫捥柎a，因?yàn)樗麄兪侵苯酉噙B的。同樣，socketpair函數(shù)也是直接相連的，也并不需要地址。
匿名調(diào)用
有時在實(shí)際上，連接中的兩個套接口中的一個也沒有地址。對于要連接的遠(yuǎn)程套接口，他必須要有一個地址來標(biāo)識。然而，本地套接口是匿名的。建立起來的連接具有一個有地址的遠(yuǎn)程套接口和另一個無地址的套接口。

生成地址
有 時我們并不會介意我們的本地址是什么，但是我們需要一個來進(jìn)行通信。這對于需要連接到一個服務(wù)器（例如一個RDBMS數(shù)據(jù)服務(wù)）的程序來說通常是正確的。 他們的本地地址僅為持續(xù)的連接所需要。分配確定的地址也可以完成，但是這增加了網(wǎng)絡(luò)管理的工作。相應(yīng)的，當(dāng)?shù)刂房捎脮r才會生成地址。
理解域
當(dāng)Berkeley開發(fā)組正在構(gòu)思BSD套接口接口時，TCP/IP仍在開發(fā)之中。與此同時，有一些其他的即將完成的協(xié)議正在為不同的組織所使用，例如X.25協(xié)議。其他的協(xié)議也正在研究之中。
我 們在上一章所見的socketpair函數(shù)，以及我們將會看到的socket函數(shù)，很明智的允許了其他協(xié)議需不是TCP/IP也許會用到的可能性。 socketpair函數(shù)的domain參數(shù)允許這種約束。為了討論的方便，讓我們先來回顧一下socketpair函數(shù)的概要：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socketpair(int domain, int type, int protocol, int sv[2]);
通常，protocol參數(shù)指定為0。0允許操作系統(tǒng)選擇我們所選擇的domain的所用的默認(rèn)協(xié)議。對于這些規(guī)則有一些例外，但是這超出了我們討論的范圍。
現(xiàn)在我們要來解釋一下domain參數(shù)。對于socketpair函數(shù)，這個值必須為AF_LOCAL或者AF_UNIX。在上一章，我們已經(jīng)指出AF_UNIX宏與舊版的AF_LOCAL等同。然而AF_LOCAL意味著什么？他選擇了什么呢？
常量的AF_前緣指明了地址族。domain參數(shù)選擇要使用的地址族。

格式化套接口地址
每 一個通信協(xié)議指明了他自己的網(wǎng)絡(luò)地址的格式。相應(yīng)的，地址族用來指明要使用哪種類型的地址。常量AF_LOCAL（AF_UNIX）指明了地址將會按照本 地（UNIX）地址規(guī)則來格式化。常量AF_INET指明了地址將會符合IP地址規(guī)則。在一個地址族中，可以有多種類型。
在下面的部分中，我們將會檢測各種地址族的格式以及物理布局。這是需要掌握的重要的一部分。人們使用BSD套接口接口時所遇到的困難，很多與地址初始化相關(guān)。

檢測通常的套接口地址
因?yàn)锽SD套接口地址的開發(fā)早于ANSI C標(biāo)準(zhǔn)，所以沒有(void *)數(shù)據(jù)指針來接受任何結(jié)構(gòu)地址。相應(yīng)的BSD的解決選擇是定義一個通用的地址結(jié)構(gòu)。通用的地址結(jié)構(gòu)是用下面的C語言語句來定義的：
#include <sys/socket.h>
struct sockaddr {
sa_family_t sa_family; /* Address Family */
char sa_data[14]; /* Address data. */
};
這里的sa_family_t數(shù)據(jù)類型是一個無符號短整數(shù)，在Linux下為兩個字節(jié)。整個結(jié)構(gòu)為16個字節(jié)。結(jié)構(gòu)元素的sa_data[14]代表了地址信息的其余14個字節(jié)。
下圖顯示了通用地址結(jié)構(gòu)的物理布局：

通用套接口地址結(jié)構(gòu)對于程序而言并不是那樣有用。然而，他確實(shí)提供了其他地址結(jié)構(gòu)必須適合的引用模型。例如，我們將會了解到所有地址必須在結(jié)構(gòu)中的同樣的位置定義一個sa_family成員，因?yàn)檫@個元素決定了地址結(jié)構(gòu)的剩余字節(jié)數(shù)。

格式化本地地址
這個地址結(jié)構(gòu)用在我們的本地套接口中（我們的運(yùn)行Linux的PC）。例如，當(dāng)我們使用lpr命令排除要打印的文件時，他使用一個本地套接口與我們的PC上假脫機(jī)服務(wù)器進(jìn)行通信。雖然也可以用TCP/IP協(xié)議來進(jìn)行本地通信，但是事實(shí)證明這是低效的。
傳統(tǒng)上，本地地址族已經(jīng)被稱這為AF_UNIX域。這是因?yàn)檫@些地址使用本地UNIX文件來作為套接口名字。
AF_LOCAL或者AF_UNIX的地址結(jié)構(gòu)名為sockaddr_un。這個結(jié)構(gòu)是通過在我們的C程序中包含下面的語句來定義的：
#include <sys/un.h>
sockaddr_un的地址結(jié)構(gòu)：
struct sockaddr_un {
sa_family_t sun_family;/* Address Family */
char sun_path[108]; /* Pathname */
};
結(jié)構(gòu)成員sun_family的值必須為AF_LOCAL或者AF_UNIX。這個值表明這個結(jié)構(gòu)是通過sockaddr_un結(jié)構(gòu)規(guī)則來進(jìn)行格式化的。
結(jié)構(gòu)成員sun_path[108]包含一個可用的UNIX路徑名。這個字符數(shù)組并不需要結(jié)尾的null字節(jié)。
在下面的部分中，我們將會了解到如何來初始化一個AF_LOCAL地址與定義他的長度。

格式化傳統(tǒng)本地地址
傳統(tǒng)本地地址的地址名空間為文件系統(tǒng)路徑名。一個進(jìn)程也許會用任何可用的路徑名來命名他的本地套接口。然則為了可用，命名套接口的進(jìn)程必須可以訪問路徑名的所有目錄組件，并且有權(quán)限來在指定的目錄中創(chuàng)建最終的套接口對象。
一些程序員喜歡在填充地址結(jié)構(gòu)之前將其全部初始化為0。這通常是通過memset函數(shù)來做到的，并且這是一個不錯的主意。
struct sockaddr_un uaddr;
memset(&uaddr,0,sizeof uaddr);
這個函數(shù)會為我們將這個地址結(jié)構(gòu)的所有字節(jié)設(shè)置為0。
下面的例子演示了一個簡單的初始化sockaddr_un結(jié)構(gòu)的C程序，然后調(diào)用netstat命令來證明他起到了作用。在這里我們要先記住在socket與bind上的程序調(diào)用，這是兩個我們還沒有涉及到的函數(shù)。
/*****************************************
*
* af_unix.c
*
* AF_UNIX Socket Example:
*
* ******************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>

/*
* This function reports the error and
* exits back to the shell:
*/
static void bail(const char *on_what)
{
perror(on_what);
exit(1);
}

int main(int argc,char **argv,char **envp)
{
int z; /* Status return code */
int sck_unix; /* Socket */
struct sockaddr_un adr_unix; /* AF_UNIX */
int len_unix; /* length */
const char pth_unix[] = "/tmp/my_sock"; /* pathname */

/*
* Create a AF_UNIX (aka AF_LOCAL) socket:
*/
sck_unix = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);

if(sck_unix == -1)
bail("socket()");

/*
* Here we remove the pathname for the
* socket,in case it existed from a
* prior run.Ignore errors (it maight
* not exist).
*/
unlink(pth_unix);

/*
* Form an AF_UNIX Address:
*/
memset(&adr_unix,0,sizeof adr_unix);

adr_unix.sun_family = AF_LOCAL;
strncpy(adr_unix.sun_path,pth_unix,
sizeof adr_unix.sun_path-1)
[sizeof adr_unix.sun_path-1] = 0;
len_unix = SUN_LEN(&adr_unix);

/*
* Now bind the address to the socket:
*/
z = bind(sck_unix,
(struct sockaddr *)&adr_unix,
len_unix);
if(z == -1)
bail("bind()");
/*
* Display all of our bound sockets
*/
system("netstat -pa --unix 2>/dev/null |"
"sed -n '/^Active UNIX/,/^Proto/P;"
"/af_unix/P'");
/*
* Close and unlink our socket path:
*/
close(sck_unix);
unlink(pth_unix);

return 0;
}
上面的這個例子的步驟如下：
1 在第28行定義了sck_unix來存放創(chuàng)建的套接口文件描述符。
2 在第29行定義了本地地址結(jié)構(gòu)并且命名為adr_unix。這個程序?qū)靡粋€AF_LOCAL套接口地址來處理這個結(jié)構(gòu)。
3 通過調(diào)用socket函數(shù)來在第37行創(chuàng)建了一個套接口。在第39行檢測錯誤并報告。
4 在第48行調(diào)用unlink函數(shù)。因?yàn)锳F_UNIX地址將會創(chuàng)建一個文件系統(tǒng)對象，如果不再需要必須進(jìn)行刪除。如果這個程序最后一次運(yùn)行時沒有刪除，這條語句會試著進(jìn)行刪除。
5 在第53行adr_unix的地址結(jié)構(gòu)被清0。
6 在第55行將地址族初始化為AF_UNIX。
7 第57行到第59行向地址結(jié)構(gòu)中拷貝路徑名"/tmp/my_sock"。在這里使用代碼在結(jié)構(gòu)中添加了一個null字節(jié)，因?yàn)樵诘?1行Linux提供了宏SUN_LEN()需要他。
8 在第61行計(jì)算地址的長度。這里的程序使用了Linux提供的宏。然而這個宏依賴于adr_unix.sun_path[]結(jié)構(gòu)成員的一個結(jié)束字符。
9 在第66行到68行調(diào)用bind函數(shù)，將格式化的地址賦值給第37行創(chuàng)建的套接口。
10 在第76行調(diào)用netstat命令來證明我們的地址已綁定到了套接口。
11 在第83 行關(guān)閉套接口。
12 當(dāng)調(diào)用bind函數(shù)時為套接口所創(chuàng)建的UNIX路徑名在第66行被刪除。
在 第61行將長度賦值給len_unix，在這里使用了SUN_LEN()宏，但是并不會計(jì)算拷貝到adr_unix.sun_path[]字符數(shù)組中的空 字節(jié)。然而放置一個空字節(jié)是必要的，因?yàn)镾UN_LEN()宏會調(diào)用strlen函數(shù)來計(jì)算UNIX路徑名的字符串長度。
程序的執(zhí)行結(jié)果如下：
$ ./af_unix
Active UNIX domain sockets (servers and established)
Proto RefCnt Flags Type State I-Node PID/Program name Path
unix 0 [] STREAM 104129 800/af_unix /tmp/my_sock
$

格式化抽象本地地址
傳統(tǒng)AF_UNIX套接口名字的麻煩之一就在于總是調(diào)用文件系統(tǒng)對象。這不是必須的，而且也不方便。如果原始的文件系統(tǒng)對象并沒有刪除，而在bind調(diào)用時使用相同的文件名，名字賦值就會失敗。
Linux 2.2內(nèi)核使得為本地套接口創(chuàng)建一個抽象名了成為可能。他的方法就是使得路徑名的第一個字節(jié)為一個空字節(jié)。在路徑名中空字節(jié)之后的字節(jié)才會成為抽象名字的一部分。下面的這個程序是上一個例子程序的修改版本。這個程序采用了一些不同的方法來創(chuàng)建一個抽象的名字。
/*****************************************
* af_unix2.c
*
* AF_UNIX Socket Example
* Create Abstract Named AF_UNIX/AF_LOCAL
* ******************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <error.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/un.h>

/*
* This function reports the error and
* exits back to the shell:
*/
static void bail(const char *on_what)
{
perror(on_what);
exit(1);
}

int main(int argc,char **argv,char **envp)
{
int z; /* Status return code */
int sck_unix; /* Socket */
struct sockaddr_un adr_unix; /* AF_UNIX */
int len_unix; /* length */
const char pth_unix[] /* Abs .Name */
= "Z*MY-SOCKET*";

/*
* Create an AF_UNIX (aka AF_UNIX) socket:
*/
sck_unix = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
if(sck_unix == -1)
bail("socket()");

/*
* Form an AF_UNIX Address
*/
memset(&adr_unix,0,sizeof adr_unix);
adr_unix.sun_family = AF_UNIX;
strncpy(adr_unix.sun_path,pth_unix,
sizeof adr_unix.sun_path-1)
[sizeof adr_unix.sun_path-1] = 0;
len_unix = SUN_LEN(&adr_unix);

/*
* Now make first byte null
*/
adr_unix.sun_path[0] = 0;

z = bind(sck_unix,(struct sockaddr *)&adr_unix,len_unix);
if(z == -1)
bail("bind()");
/*
* Display all of our bound sockets:
*/
system("netstat -pa --unix 2>/dev/null |"
"sed -n '/^Active UNIX/,/^Proto/P;"
"/af_unix/P'");
/*
* Close and unlink our socket path:
*/
close(sck_unix);
return 0;
/*
* Now bind the address to the socket:
*/
}
這個程序的運(yùn)行結(jié)果如下：
$ ./af_unix2
Active UNIX domain sockets (servers and established)
Proto RefCnt Flags Type State I-Node PID/Program name Path
unix 0 [] STREAM 104143 5186/af_unix2 @*MY- SOCKET*
$
從這個輸出結(jié)果中我們可以看到，套接口地址是以 @*MYSOCKET*的名字出現(xiàn)的。開頭的@標(biāo)志是為netstat命令用來標(biāo)識抽象UNIX套接口名字。其余的字符是拷貝到字符數(shù)組剩余位置的字符。注意@字符出現(xiàn)在我們的Z字符應(yīng)出現(xiàn)的地方。
整個程序的步驟與前一個程序的相同。然而，地址的初始化步驟有一些不同。這些步驟描述如下：
1 在第31行和第32行定義了套接口抽象名字的字符串。注意字符串的第一個字符為Z。在這個字符串這個多余的字符只是起到占位的作用，因?yàn)閷?shí)際上他會在第6步被一個空字節(jié)代替。
2 在第45行通過調(diào)用memset函數(shù)將整個結(jié)構(gòu)初始經(jīng)為0。
3 在第47行將地址族設(shè)置為AF_UNIX。
4 在第49行使用strncpy函數(shù)將抽象名字拷貝到adr_unix.sun_path中。在這里要注意，為了SUN_LEN()宏的使用在目的字符數(shù)組的放置了一個結(jié)束的空字節(jié)。否則就不需要這個結(jié)束的空字節(jié)。
5 在第53通過Linux所提供的SUN_LEN() C 宏來計(jì)算地址的長度。這個宏會在sun_path[]上調(diào)用strlen函數(shù)，所以需要提供了一個結(jié)束字符。
6 這一步是新的：sun_path[]數(shù)組的第一個字節(jié)被設(shè)置為空字節(jié)。如果使用SUN_LEN()宏，必須最后執(zhí)行這一步。
在這一部分，我們了解了如何來創(chuàng)建AF_LOCAL和AF_UNIX的套接口地址。為了計(jì)算套接口地址的長度，我們使用SUN_LEN()宏。然而，當(dāng)計(jì)算抽象套接口名字時，我們要十分注意。

Linux Socket學(xué)習(xí)（三）