常用套接字属性设置

[TOC]

1.读取/设置套接字属性

#include <sys/socket.h>

int getsockopt(int sock, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);
/*
成功时返回 0 ，失败时返回 -1
sock: 用于查看选项套接字文件描述符
level: 要查看的可选项协议层
optname: 要查看的可选项名
optval: 保存查看结果的缓冲地址值
optlen: 向第四个参数传递的缓冲大小。调用函数候，该变量中保存通过第四个参数返回的可选项信息的字节数。
*/


int setsockopt(int sock, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);
/*
成功时返回 0 ，失败时返回 -1
sock: 用于更改选项套接字文件描述符
level: 要更改的可选项协议层
optname: 要更改的可选项名
optval: 保存更改结果的缓冲地址值
optlen: 向第四个参数传递的缓冲大小。调用函数候，该变量中保存通过第四个参数返回的可选项信息的字节数。
*/

其中可设置的套接字一般分为

• IPPROTO_IP 可选项是IP协议相关事项

• IPPROTO_TCP 层可选项是 TCP 协议的相关事项

• SOL_SOCKET 层是套接字的通用可选项。

SOL_SOCKET层：

协议层	选项名	读取	设置
SOL_SOCKET	SO_SNDBUF	O	O
SOL_SOCKET	SO_RCVBUF	O	O
SOL_SOCKET	SO_REUSEADDR	O	O
SOL_SOCKET	SO_KEEPALIVE	O	O
SOL_SOCKET	SO_BROADCAST	O	O
SOL_SOCKET	SO_DONTROUTE	O	O
SOL_SOCKET	SO_OOBINLINE	O	O
SOL_SOCKET	SO_ERROR	O	X
SOL_SOCKET	SO_TYPE	O	X

IPPROTO_IP层：

协议层	选项名	读取	设置
IPPROTO_IP	IP_TOS	O	O
IPPROTO_IP	IP_TTL	O	O
IPPROTO_IP	IP_MULTICAST_TTL	O	O
IPPROTO_IP	IP_MULTICAST_LOOP	O	O
IPPROTO_IP	IP_MULTICAST_IF	O	O
IPPROTO_IP	IP_ADD_MEMBERSHIP	O	O
IPPROTO_IP	IP_DROP_MEMBERSHIP	O	O

IPPROTO_TCP层：

协议层	选项名	读取	设置
IPPROTO_TCP	TCP_KEEPALIVE	O	O
IPPROTO_TCP	TCP_NODELAY	O	O
IPPROTO_TCP	TCP_MAXSEG	O	O

2.SO_TYPE属性（查看套接字类型）

验证套接类型的 SO_TYPE 是只读可选项，因为套接字类型只能在创建时决定，以后不能再更改

通过该属性可以查看该套接字类型是TCP还是UDP类型

int main() {
    int tcp_fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    int udp_fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

    int sock_type;
    socklen_t optlen;
    getsockopt(tcp_fd, SOL_SOCKET, SO_TYPE, (void *)&sock_type, &optlen);

    printf("SOCK_STREAM : %d\n", SOCK_STREAM);
    printf("SOCK_DGRAM : %d\n", SOCK_DGRAM);
    printf("sock_type : %d\n", sock_type);
}

3.SO_REUSEADDR属性（端口复用）

SO_REUSEADDR可以用在以下四种情况下。 (摘自《Unix网络编程》卷一，即UNPv1)

1、当有一个有相同本地地址和端口的socket1处于TIME_WAIT状态时，而你启动的程序的socket2要占用该地址和端口，你的程序就要用到该选项。

2、SO_REUSEADDR允许同一port上启动同一服务器的多个实例(多个进程)。但每个实例绑定的IP地址是不能相同的。在有多块网卡或用IP Alias技术的机器可以测试这种情况。

3、SO_REUSEADDR允许单个进程绑定相同的端口到多个socket上，但每个socket绑定的ip地址不同。这和2很相似，区别请看UNPv1。

4、SO_REUSEADDR允许完全相同的地址和端口的重复绑定。但这只用于UDP的多播，不用于TCP。

需要注意的是，设置端口复用函数要在绑定之前调用，而且只要绑定到同一个端口的所有套接字都得设置复用

默认是0，设置为1即可开启端口复用

int option = 1;
socklen_t optlen = sizeof(option);    //socklen_t即unsigned int类型
setsockopt(serv_sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *)&option, optlen);

4.TCP_NODELAY属性（开启/禁用Nagle算法）

TCP套接字传输过程中默认是使用Nagle算法交换数据的，标志位为0

Nagle算法可理解为：

只有收到前一数据的ACK消息时，Nagle算法才发送下一数据

Nagle 算法并不是什么情况下都适用，网络流量未受太大影响时，不使用 Nagle 算法要比使用它时传输速度快。最典型的就是"传输大数据文件"

禁用方法：将标志位设置为1

int opt_val = 1;
setsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (void *)&opt_val, sizeof(opt_val));

5.IP_MULTICAST_TTL（设置ip数据包的TTL值）

IP_MULTICAST_TTL用于设置超时TTL，范围为0 - 255

unsigned char ttl = 64;
setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_TTL,&ttl,sizeof(ttl)); 

6.IP_MULTICAST_IF（设置多播默认网络接口）

选项IP_MULTICAST_IF用于设置组播的默认网络接口，会从给定的网络接口发送，另一个网络接口会忽略此数据

参数addr是希望多播输出接口的IP地址，使用INADDR_ANY地址回送到默认接口。

struct in_addr addr;
...
setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_IF,&addr,sizeof(addr));

7.IP_MULTICAST_LOOP（设置多播是否发送数据到本地loop地址）

默认情况下，当本机发送组播数据到某个网络接口时，在IP层，数据会回送到本地的回环接口，选项IP_MULTICAST_LOOP用于控制数据是否回送到本地的回环接口。

unsigned char loop;
setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_LOOP,&loop,sizeof(loop));
//参数loop设置为0禁止回送，设置为1允许回送。

8.IP_ADD_MEMBERSHIP和IP_DROP_MEMBERSHIP（加入退出多播组）

加入或者退出一个多播组，通过选项IP_ADD_MEMBERSHIP和IP_DROP_MEMBERSHIP，对一个结构struct ip_mreq类型的变量进行控制，struct ip_mreq原型如下：

struct ip_mreq          
{ 
  struct in_addr imn_multiaddr;      /*加入或者退出的广播组IP地址*/ 
  struct in_addr imr_interface;      /*加入或者退出的网络接口IP地址*/
};

选项IP_ADD_MEMBERSHIP用于加入某个多播组，之后就可以向这个多播组发送数据或者从多播组接收数据。此选项的值为mreq结构，成员imn_multiaddr是需要加入的多播组IP地址，成员imr_interface是本机需要加入广播组的网络接口IP地址，一般可设置为INADDR_ANY

...
struct ip_mreq join_adr;
    join_adr.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //加入组的IP
    join_adr.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  //加入该组的套接字所属主机IP

    setsockopt(serv_fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (void *)&join_adr, sizeof(join_adr));
...

9.SO_BROADCAST（设置允许广播）

数据通信中使用的IP地址是与 UDP 示例的唯一区别。默认生成的套接字会阻止广播，因此，只需通过如下代码更改默认设置。

int send_sock;
int bcast = 1;
...
send_sock=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0);
...
setsockopt(send_sock,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(void*)&bcast,sizeof(bcast));
...