setsockopt和getsockopt函數詳解

備註：本文非樓主原創，是樓主在網上發現的。。寫的不錯，存起來，以備後用


功能描述：
獲取或者設置與某個套接字關聯的選項。選項可能存在於多層協議中，它們總會出現在最上面的套接字層。
當操作套接字選項時，選項位於的層和選項的名稱必須給出。
爲了操作套接字層的選項，應該將層的值指定爲SOL_SOCKET。
爲了操作其它層的選項，控制選項的合適協議號必須給出。
例如，爲了表示一個選項由TCP協議解析，層應該設定爲協議 號TCP。


用法：
#include
#include

int getsockopt(int sock, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);

int setsockopt(int sock, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

參數：  
sock：將要被設置或者獲取選項的套接字。
level：選項所在的協議層。
optname：需要訪問的選項名。
optval：對於getsockopt()，指向返回選項值的緩衝。
            對於setsockopt()，指向包含新選項值的緩衝。
optlen：對於getsockopt()，作爲入口參數時，選項值的最大長度。作爲出口參數時，選項值的實際長度。
            對於setsockopt()，現選項的長度。


返回說明：  


成功執行時，返回0。失敗返回-1，
errno被設爲以下的某個值  
EBADF：               sock不是有效的文件描述詞
EFAULT：             optval指向的內存並非有效的進程空間
EINVAL：               在調用setsockopt()時，optlen無效
ENOPROTOOPT：指定的協議層不能識別選項
ENOTSOCK：        sock描述的不是套接字


參數詳細說明：

level指定控制套接字的層次.可以取三種值:
  1)SOL_SOCKET:   通用套接字選項.
  2)IPPROTO_IP:      IP選項.
  3)IPPROTO_TCP:  TCP選項.　

optname指定控制的方式(選項的名稱),我們下面詳細解釋　

optval獲得或者是設置套接字選項.根據選項名稱的數據類型進行轉換　


選項名稱　　　　　　　　說明　　　　　　　　　　　　　　　　　　數據類型
========================================================================
　　　　　　　　　　　　SOL_SOCKET
------------------------------------------------------------------------
SO_BROADCAST　　　   允許發送廣播數據　　　　　　　　　　　　int
SO_DEBUG　　　　　　  允許調試　　　　　　　　　　　　　　　　int
SO_DONTROUTE　　　   不查找路由　　　　　　　　　　　　　　　int
SO_ERROR　　　　　　  獲得套接字錯誤　　　　　　　　　　　　　int
SO_KEEPALIVE　　　　   保持連接　　　　　　　　　　　　　　　　int
SO_LINGER　　　　　　  延遲關閉連接　　　　　　　　　　　　　　struct linger
SO_OOBINLINE　　　　   帶外數據放入正常數據流　　　　　　　　　int
SO_RCVBUF　　　　　    接收緩衝區大小　　　　　　　　　　　　　int
SO_SNDBUF　　　　　    發送緩衝區大小　　　　　　　　　　　　　int
SO_RCVLOWAT　　　     接收緩衝區下限　　　　　　　　　　　　　int
SO_SNDLOWAT　　　　  發送緩衝區下限　　　　　　　　　　　　　int
SO_RCVTIMEO　　　　　接收超時　　　　　　　　　　　　　　　　struct timeval
SO_SNDTIMEO　　　　    發送超時　　　　　　　　　　　　　　　　struct timeval
SO_REUSERADDR　　　  允許重用本地地址和端口　　　　　　　　　int
SO_TYPE　　　　　　　  獲得套接字類型　　　　　　　　　　　　　int
SO_BSDCOMPAT　　　    與BSD系統兼容　　　　　　　　　　　　　 int
========================================================================
　　　　　　　　　　　　IPPROTO_IP
------------------------------------------------------------------------
IP_HDRINCL　　　　　　 在數據包中包含IP首部　　　　　　　　　　int
IP_OPTINOS　　　　　　 IP首部選項　　　　　　　　　　　　　　　int
IP_TOS　　　　　　　　  服務類型
IP_TTL　　　　　　　　   生存時間　　　　　　　　　　　　　　　　int
========================================================================
　　　　　　　　　　　　IPPRO_TCP
------------------------------------------------------------------------
TCP_MAXSEG　　　　　　　TCP最大數據段的大小　　　　　　　　　　 int
TCP_NODELAY　　　　　　 不使用Nagle算法　　　　　　　　　　　　 int
========================================================================

SO_RCVBUF和SO_SNDBUF每個套接口都有一個發送緩衝區和一個接收緩衝區，使用這兩個套接口選項可以改變缺省緩衝區大小。

// 接收緩衝區
int nRecvBuf=32*1024;         //設置爲32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));


//發送緩衝區
int nSendBuf=32*1024;//設置爲32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));

注意：

當設置TCP套接口接收緩衝區的大小時，函數調用順序是很重要的，因爲TCP的窗口規模選項是在建立連接時用SYN與對方互換得到的。
對於客戶端，O_RCVBUF選項必須在connect之前設置；
對於服務羰，SO_RCVBUF選項必須在listen前設置。

結合原理說明：

1.每個套接口都有一個發送緩衝區和一個接收緩衝區。
接收緩衝區被TCP和UDP用來將接收到的數據一直保存到由應用進程來讀。
TCP：
       TCP通告另一端的窗口大小。 TCP套接口接收緩衝區不可能溢出，因爲對方不允許發出超過所通告窗口大小的數據。
       這就是TCP的流量控制，如果對方無視窗口大小而發出了超過窗口大小的數據，則接 收方TCP將丟棄它。
UDP：
       當接收到的數據報裝不進套接口接收緩衝區時，此數據報就被丟棄。
       UDP是沒有流量控制的；快的發送者可以很容易地就淹沒慢的接收者，導致接收方的UDP丟棄數據報。

2.我們經常聽說tcp協議的三次握手,但三次握手到底是什麼，其細節是什麼，爲什麼要這麼做呢?
        第一次:客戶端發送連接請求給服務器，服務器接收;
        第二次:服務器返回給客戶端一個確認碼,附帶一個從服務器到客戶端的連接請求,客戶機接收,確認客戶端到服務器的連接.
        第三次:客戶機返回服務器上次發送請求的確認碼,服務器接收,確認服務器到客戶端的連接.
我們可以看到:
        1. tcp的每個連接都需要確認.
        2. 客戶端到服務器和服務器到客戶端的連接是獨立的.
我們再想想tcp協議的特點:連接的,可靠的,全雙工的,實際上tcp的三次握手正是爲了保證這些特性的實現.


3.setsockopt的用法

1.closesocket（一般不會立即關閉而經歷TIME_WAIT的過程）後想繼續重用該socket：
BOOL bReuseaddr=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET ,SO_REUSEADDR,(const char*)&bReuseaddr,sizeof(BOOL));


2. 如果要已經處於連接狀態的soket在調用closesocket後強制關閉，不經歷TIME_WAIT的過程：
BOOL bDontLinger = FALSE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_DONTLINGER,(const char*)&bDontLinger,sizeof(BOOL));


3.在send(),recv()過程中有時由於網絡狀況等原因，發收不能預期進行,而設置收發時限：
int nNetTimeout=1000;//1秒
//發送時限
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_SNDTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));
//接收時限
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_RCVTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));


4.在send()的時候，
返回的是實際發送出去的字節(同步)
或發送到socket緩衝區的字節(異步);
系統默認的狀態發送和接收一次爲8688字節(約爲8.5K)；
在實際的過程中發送數據和接收數據量比較大，可以設置socket緩衝區，而避免了send(),recv()不斷的循環收發：
// 接收緩衝區
int nRecvBuf=32*1024;//設置爲32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));
//發送緩衝區
int nSendBuf=32*1024;//設置爲32K
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));


5. 如果在發送數據的時，希望不經歷由系統緩衝區到socket緩衝區的拷貝而影響程序的性能：
int nZero=0;
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_SNDBUF，(char *)&nZero,sizeof(nZero));


6.同上在recv()完成上述功能(默認情況是將socket緩衝區的內容拷貝到系統緩衝區)：
int nZero=0;
setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_RCVBUF，(char *)&nZero,sizeof(int));


7.一般在發送UDP數據報的時候，希望該socket發送的數據具有廣播特性：
BOOL bBroadcast=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(const char*)&bBroadcast,sizeof(BOOL));


8.在client連接服務器過程中，
如果處於非阻塞模式下的socket在connect()的過程中可以設置connect()延時,
直到accpet()被呼叫(本函數設置只有在非阻塞的過程中有顯著的作用，在阻塞的函數調用中作用不大)
BOOL bConditionalAccept=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_CONDITIONAL_ACCEPT,(const char*)&bConditionalAccept,sizeof(BOOL));


9.如果在發送數據的過程中(send()沒有完成，還有數據沒發送)而調用了closesocket(),
以前我們一般採取的措施是"從容關閉"shutdown(s,SD_BOTH),但是數據是肯定丟失了，
如何設置讓程序滿足具體應用的要求(即讓沒發完的數據發送出去後在關閉socket)？
struct linger {
u_short l_onoff;
u_short l_linger;
};
linger m_sLinger;
m_sLinger.l_onoff=1;//(在closesocket()調用,但是還有數據沒發送完畢的時候容許逗留)
// 如果m_sLinger.l_onoff=0;則功能和2.)作用相同;
m_sLinger.l_linger=5;//(容許逗留的時間爲5秒)
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_LINGER,(const char*)&m_sLinger,sizeof(linger));



注意：兩種套接口的選項：
一種是布爾型選項，允許或禁止一種特性；
另一種是整形或結構選項。
允許一個布爾型選項，則將optval指向非零整形數；
禁止一個選項optval指向一個等於零的整形數。
對於布爾型選項，optlen應等於sizeof(int)；對其他選項，optval指向包含所需選項的整形數或結構，而optlen則爲整形數或結構的長度。
SO_LINGER選項用於控制下述情況的行動：套接口上有排隊的待發送數據，且closesocket()調用已執行。
參見closesocket()函數中關於SO_LINGER選項對closesocket()語義的影響。
應用程序通過創建一個linger結構來設置相應的操作特性：
   struct linger {
   int l_onoff;
   int l_linger;
};
爲了允許SO_LINGER，應用程序應將l_onoff設爲非零，將l_linger設爲零或需要的超時值（以秒爲單位），然後調用setsockopt()。
爲了允許SO_DONTLINGER（亦即禁止SO_LINGER），l_onoff應設爲零，然後調用setsockopt()。

缺省條件下，一個套接口不能與一個已在使用中的本地地址捆綁（參見bind()）。
但有時會需要“重用”地址。因爲每一個連接都由本地地址和遠端地址的組合唯一確定，所以只要遠端地址不同，兩個套接口與一個地址捆綁並無大礙。
爲了通知套接口實現不要因爲一個地址已被一個套接口使用就不讓它與另一個套接口捆綁，應用程序可在bind()調用前先設置SO_REUSEADDR選項。
請注意僅在bind()調用時該選項才被解釋；
故此無需（但也無害）將一個不會共用地址的套接口設置該選項，或者在bind()對這個或其他套接口無影響情況下設置或清除這一選項。

一個應用程序可以通過打開SO_KEEPALIVE選項，使得套接口實現在TCP連接情況下允許使用“保持活動”包。
一個套接口實現並不是必需支持“保持活動”，但是如果支持的話，具體的語義將與實現有關。


TCP_NODELAY選項禁止Nagle算法。
Nagle算法通過將未確認的數據存入緩衝區直到蓄足一個包一起發送的方法，來減少主機發送的零碎小數據包的數目。
但對於某些應用來說，這種算法將降低系統性能。
所以TCP_NODELAY可用來將此算法關閉。
應用程序編寫者只有在確切瞭解它的效果並確實需要的情況下，才設置TCP_NODELAY選項，因爲設置後對網絡性能有明顯的負面影響。
TCP_NODELAY是唯一使用IPPROTO_TCP層的選項，其他所有選項都使用SOL_SOCKET層。

如果設置了SO_DEBUG選項，套接口供應商被鼓勵（但不是必需）提供輸出相應的調試信息。
但產生調試信息的機制以及調試信息的形式已超出本規範的討論範圍。
setsockopt()支持下列選項。其中“類型”表明optval所指數據的類型。