?7.3.2 客戶機(jī)API函數(shù)
?
?客戶機(jī)要簡單得多，建立成功連接所需的步驟也要少得多。客戶機(jī)只需三步操作：
1) 用s o c k e t或W S A S o c k e t創(chuàng)建一個套接字。
2) 解析服務(wù)器名（以基層協(xié)議為準(zhǔn)）。
3) 用c o n n e c t或W S A C o n n e c t初始化一個連接。

TCP狀態(tài)
作為一名Wi n s o c k程序員，通常沒必要了解實際的T C P狀態(tài)。但了解T C P狀態(tài)，就能更好地理解Winsock API調(diào)用如何對基層協(xié)議中的改變產(chǎn)生影響。此外，許多程序員在關(guān)閉套接字時，會碰到一個常見問題；圍繞套接字關(guān)閉的T C P狀態(tài)是我們目前最感興趣的問題。

對每個套接字來說，它的初始狀態(tài)都是C L O S E D。若客戶機(jī)初始化了一個連接，就會向服務(wù)器發(fā)送一個S Y N包，同時將客戶機(jī)套接字狀態(tài)置為S Y N _ S E N T。服務(wù)器收到S Y N包后，會發(fā)出一個“ S Y N - A C K”包。作為客戶機(jī)，需要用一個A C K包對它做出反應(yīng)。此時，客戶機(jī)的套接字會變成E S TA B L I S H E D狀態(tài)。如果服務(wù)器一直不發(fā)送“ S Y N - A C K”包，客戶機(jī)就會超時，并返回C L O S E D狀態(tài)。

若一個服務(wù)器的套接字同一個本地接口和端口綁定起來，并在它上面進(jìn)行監(jiān)聽，那么套接字的狀態(tài)便是L I S T E N。客戶機(jī)試圖與之連接時，服務(wù)器就會收到一個S Y N包，并用一個S Y N - A C K包做出響應(yīng)。服務(wù)器套接字的狀態(tài)就變成S Y N _ R C V D。最后，客戶機(jī)發(fā)出一個A C K包，令服務(wù)器套接字的狀態(tài)變成E S TA B L I S H E D。

一旦應(yīng)用處于E S TA B L I S H E D狀態(tài)，可通過兩種方法來關(guān)閉它。如果由應(yīng)用程序來關(guān)閉，便叫作“主動套接字關(guān)閉”；否則，套接字的關(guān)閉便是被動的。圖7 - 2對兩種關(guān)閉方法進(jìn)行了解釋。如主動關(guān)閉，應(yīng)用程序便會發(fā)出一個F I N包。應(yīng)用程序調(diào)用c l o s e s o c k e t或s h u t d o w n時（把S D _ S E N D當(dāng)作第二個參數(shù)），會向?qū)Ψ桨l(fā)出一個F I N包，而且套接字的狀態(tài)則變成F I N _ WA I T _ 1。正常情況下，通信對方會回應(yīng)一個A C K包，我們的套接字的狀態(tài)
隨之變成F I N _ WA I T _ 2。如對方也關(guān)閉了連接，便會發(fā)出一個F I N包，我們的機(jī)器則會響應(yīng)一個A C K包，并將己方套接字的狀態(tài)置為T I M E _ WA I T。

T I M E _ WA I T狀態(tài)也叫作2 M S L等待狀態(tài)。其中， M S L代表“分段最長生存時間”（Maximum Segment Lifetime），表示一個數(shù)據(jù)包在丟棄之前，可在網(wǎng)絡(luò)上存在多長時間。
每個I P包都含有一個“生存時間”（T T L）字段，若它遞減為0，包便會被丟棄。一個包經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)上的每個路由器時， T T L 值都會減1 ，然后繼續(xù)傳遞。一旦應(yīng)用程序進(jìn)入T I M E _ WA I T狀態(tài)，那么就會一直持續(xù)M S L時間的兩倍之久。這樣一來， T C P就可以在最后一個A C K丟失的前提下，重新發(fā)送它，也就是說， F I N會被重新傳送出去。M S L時間兩倍之久的等待狀態(tài)結(jié)束之后，套接字便進(jìn)入C L O S E D狀態(tài)。
圖7-2 TCP套接字的關(guān)閉狀態(tài)

套接字主動關(guān)閉
關(guān)閉套接字
發(fā)送: FIN----->FIN_WAIT_1--接收:ACK-->FIN_WAIT_2----接收: FIN發(fā)送: ACK--->TIME_WAIT(2MSL超時)----->CLOSED

套接字主動關(guān)閉
關(guān)閉套接字
發(fā)送: FIN----->接收: FIN發(fā)送: ACK---->CLOSING--接收: ACK-->TIME_WAIT(2MSL超時)----->CLOSED

套接字主動關(guān)閉
關(guān)閉套接字
發(fā)送: FIN----->接收: FIN_ACK發(fā)送: ACK----->TIME_WAIT(2MSL超時)----->CLOSED

套接字被動關(guān)閉
接收: FIN
發(fā)送: ACK------>CLOSE_WAIT--關(guān)閉套接字發(fā)送: FIN-->LAST_ACK------->CLOSED

T I M E _ WA I T狀態(tài)也叫作2 M S L等待狀態(tài)。其中， M S L代表“分段最長生存時間”（Maximum Segment Lifetime），表示一個數(shù)據(jù)包在丟棄之前，可在網(wǎng)絡(luò)上存在多長時間。
每個I P包都含有一個“生存時間”（T T L）字段，若它遞減為0，包便會被丟棄。一個包經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)上的每個路由器時， T T L 值都會減1 ，然后繼續(xù)傳遞。一旦應(yīng)用程序進(jìn)入T I M E _ WA I T狀態(tài)，那么就會一直持續(xù)M S L時間的兩倍之久。這樣一來， T C P就可以在最后一個A C K丟失的前提下，重新發(fā)送它，也就是說， F I N會被重新傳送出去。M S L時間兩倍之久的等待狀態(tài)結(jié)束之后，套接字便進(jìn)入C L O S E D狀態(tài)?

采取主動關(guān)閉措施時，有兩個路徑會進(jìn)入T I M E _ WA I T狀態(tài)。在我們以前的討論中，
只有一方發(fā)出一個F I N，并接收一個A C K響應(yīng)。然而，另一方仍然可以自由地發(fā)送數(shù)據(jù)，
直到它也被關(guān)閉為止。因此，需要兩個路徑發(fā)揮作用。在一個路徑中(即同步關(guān)閉)，一臺計算機(jī)和它的通信對方會同時要求關(guān)閉；計算機(jī)向?qū)Ψ剿统鲆粋€F I N數(shù)據(jù)包，并從它那里接收一個F I N數(shù)據(jù)包。隨后，計算機(jī)會發(fā)出一個A C K數(shù)據(jù)包，對對方的F I N包做出響應(yīng)，并將自己的套接字置為C L O S I N G狀態(tài)。計算機(jī)從對方那里接收到最后一個A C K包之后，它的套接字狀態(tài)會變成T I M E _ WA I T。?

主動關(guān)閉時，另一個路徑其實就是同步關(guān)閉的變體：套接字從F I N _ WA I T _ 1狀態(tài)直接變成T I M E _ WA I T。若應(yīng)用程序發(fā)出一個F I N數(shù)據(jù)包，但幾乎同時便從對方那里接收到一個F I N - A C K包，這種情況就會發(fā)生。在這種情況下，對方會確認(rèn)收到應(yīng)用程序的F I N包，并送出自己的F I N包。對于這個包，應(yīng)用程序會用一個A C K包做出響應(yīng)。
T I M E _ WA I T狀態(tài)的主要作用是在T C P連接處于2 M S L等待狀態(tài)的時候，規(guī)定用于建立那個連接的一對套接字不可被拒絕。這對套接字由本地I P端口以及遠(yuǎn)程I P端口組成。對某些T C P實施方案來說，它們不允許拒絕處于T I M E _ WA I T狀態(tài)下的套接字對中的任何端口號。在微軟的方案中，不會存在這個問題。然而，若試圖通過一對已處于T I M E _ WA I T狀態(tài)的套接字建立連接，就會失敗，并返回W S A E A D D R I N U S E錯誤。要解決這一問題（除了等待使用那個本地端口來脫離T I M E _ WA I T狀態(tài)的套接字對），一個辦法是使用套接字選
項S O _ R E F U S E A D D R，我們將在第9章對這個選項進(jìn)行詳細(xì)討論。
被動關(guān)閉情況下，應(yīng)用程序會從對方那里接收一個F I N包，并用一個A C K包做出響應(yīng)。此時，應(yīng)用程序的套接字會變成C L O S E _ WA I T狀態(tài)。由于對方已關(guān)閉自己的套接字，所以不能再發(fā)送數(shù)據(jù)了。但應(yīng)用程序卻不同，它能一直發(fā)送數(shù)據(jù)，直到對方的套接字已關(guān)閉為止。要想關(guān)閉對方的連接，應(yīng)用程序需要發(fā)出自己的F I N，令應(yīng)用程序的套接字狀態(tài)變成L A S T _ A C K。應(yīng)用程序從對方收到一個A C K包后，它的套接字就會逆轉(zhuǎn)成C L O S E D狀態(tài)。
要想了解T C P / I P協(xié)議的有關(guān)詳情，請參閱RFC 793 文件。可在h t t p : / / w w w. r f c -e d i t o r. o rg那里找到這份文件。

c o n n e c t函數(shù)和W S A C o n n e c t函數(shù)
最后一步就是連接。這是通過調(diào)用c o n n e c t函數(shù)或W S A C o n n e c t函數(shù)來完成的。我們先來看看該函數(shù)的Winsock 1版本，其定義如下：

int connect(
???????SOCKET s,
???????const struct sockaddr FAR * addr,
???????int namelen
??????);
?
?該函數(shù)的參數(shù)是相當(dāng)清楚的： s是即將在其上面建立連接的那個有效T C P套接字； n a m e是針對T C P（說明連接的服務(wù)器）的套接字地址結(jié)構(gòu)（ S O C K A D D R _ I N）；n a m e l e n則是名字參數(shù)的長度。Winsock 2版本中，它的定義是這樣的：

int WSAConnect(
????????SOCKET s,
????????const struct sockaddr FAR * addr,
????????int namelen,
????????LPWSABUF?lpCallerData,
????????LPWSABUF?lpCalleeData,
????????LPQOS???lpSQOS,
????????LPQOS???lpGQOS
???????);
???????
前三個參數(shù)和connect API函數(shù)的參數(shù)是完全一樣的。另外兩個參數(shù)—l p C a l l e r D a t a和l p C a l l e e D a t a，是字串緩沖區(qū)，用于收發(fā)請求連接時的數(shù)據(jù)。l p C a l l e r D a t a參數(shù)是指向緩沖區(qū)的指針，緩沖區(qū)內(nèi)包含客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)出的請求連接的數(shù)據(jù)。l p C a l l e e D a t a參數(shù)則指向另一個緩沖區(qū)，區(qū)內(nèi)包含服務(wù)器向客戶機(jī)返回的建立連接時的數(shù)據(jù)。這兩個參數(shù)都是W S A B U F結(jié)構(gòu)，
因此，若是l p C a l l e r D a t a，l e n字段應(yīng)該設(shè)為b u f字段中準(zhǔn)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度。若是l p C a l l e e D a t a，l e n字段則代表b u f中的緩沖區(qū)長度，設(shè)為從服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)長度。最后兩個參數(shù)—l p S Q O S和l p G Q O S，表示Q O S結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對即將建立的連接上收發(fā)數(shù)據(jù)所需要的帶寬進(jìn)行了定義。
l p Q O S參數(shù)用于指定套接字s需要的服務(wù)質(zhì)量，而l p G Q O S則用于指定套接字組所需要的服務(wù)質(zhì)量。目前，尚未提供對套接字組的支持。若l p Q O S是空值，則表明沒有某應(yīng)用專用的Q O S。
如果你想連接的計算機(jī)沒有監(jiān)聽指定端口這一進(jìn)程， c o n n e c t調(diào)用就會失敗，并發(fā)生錯誤W S A E C O N N R E F U S E D。另一個錯誤可能是W S A E T I M E D O U T，這種情況一般發(fā)生在試圖連接的計算機(jī)不能用時（亦可能因為到主機(jī)之間的路由上出現(xiàn)硬件故障或主機(jī)目前不在網(wǎng)上）。