2008-05-22

ネットワークI/Oを行うためには、socket関数を呼び出す

#include <sys/socket.h>
int socket(int family, int type, int protocol);

socket関数に使用するプロトコルファミリ

socket関数に使用するソケットの型

connect関数

connect関数は、TCPクライアントがTCPサーバーとのコネクションを確立するために用いられる。

#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *servaddr, socklen_t addrlen);

戻り値:成功なら0、エラーなら-1

sockfdは、socket関数が返したソケットディスクリプタ

クライアントは、connect関数より先に、bind関数を呼び出さなくてよい。カーネルが必要に応じて短命ポートと始点IPアドレスの両方を選択する。

connect関数の呼び出しは、TCPの 3 Way Hand Shake を起動する。

connect関数がエラーになる場合

クライアントTCPがSYNセグメントに対する応答を受信しなかった場合
ETIMEOUTが返される。

クライアントからのSYNに対応するサーバーからの応答がRSTであった場合、サーバーホスト上の指定したポートでコネクションを待っているプロセスが存在しないことを表す。ハードエラー。ECONNREFUSEDが返される。

クライアントからのSYNがいずれかの中間ルーターでICMP終点到達不可エラーを誘発した場合。ソフトエラー。クライアントTCPは、このメッセージを保存するが、SYNを送信し続ける。ある一定時間応答が受信されない場合、EHOSTUNREACH or ENETUNREACHとして返される。

bind関数
bind関数は、ソケットにローカルなプロトコルアドレスをバインドする。

#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, struct sockaddr *myaddr, socklen_t addrlen);

戻り値:成功なら0, エラーなら-1

TCPではbind呼び出し時に、ポート番号とIPアドレスの両方を指定することができるし、全く指定しないこともできる。

myaddrのポート番号に0が指定されていた場合、bindの呼び出し時にカーネルが短命ポートを選択する。

ワイルドカード IPアドレスが指定された場合、カーネルはソケットが接続されるまで（TCP）、あるいはソケットを通してデータグラムが送信されるまで（UDP）ローカルIPアドレスを選択しない。

IPv4では、ワイルドカードアドレスは、通常ゼロの値を持つ INADDR_ANY定数で指定し、この値を用いてカーネルにIPアドレスを選択するように指示する。

例

struct sockaddr_in servaddr;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

bindが返す典型的なエラーにEADDRINUSE(Address already in use - アドレスは既に使用されている)がある。

参考文献

UNIXネットワークプログラミングスティーブンズ

listen関数

listen関数は、TCPサーバーのみが呼び出す関数

1.socket関数で作成されたソケットはアクティブソケット、すなわちconnectの対象となるクライアントソケットであると見なされる。listen関数は、接続していないソケットをパッシブソケット、すなわちソケットへのコネクション要求をカーネルが受ける状態へ変換する。

2. 第２引数で指定された、このソケットに対するカーネル内のコネクションキューの最大長を設定する。

Kpre>
#include
int listen(int sockfd, int backlog);

戻り値:成功なら0、エラーなら-1

socket

bind

listen

各リスニングソケットに対してカーネル内に次の２種類のキューがある。

1.確立待ちコネクションキュー(incomplete connection queue)
各クライアントから到着したSYNに対応し、TCPの３WHSの完了待ちエントリが含まれるキュー。これらのソケットは、SYN_RCVD状態にある。

2.確立済みコネクションキュー(completed connection queue)
TCPの3WHSが完了した各クライアントに対応するエントリが含まれるキュー。これらのソケットは、ESTABLISHED状態にある。

参考文献

UNIXネットワークプログラミングスティーブンズ

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