套接字属性的获取与设置

文章目录

• 套接字属性
• 套接字选项的核心级别
• • SOL_SOCKET的常用选项
  • IPPROTO_IP的常用选项
• 核心函数
• • 参数
  • 返回值
• 应用场景
• demo

套接字属性

• 套接字选项即套接字属性，用于对套接字的行为、功能进行精细化控制
• 选项的操作分为获取和设置，部分选项仅可获取（如套接字状态、类型），部分选项既可获取也可设置（如缓冲区大小、保活机制）
• 选项按协议 / 作用范围划分不同级别，不同级别下包含专属的选项，操作时需指定对应级别

套接字选项的核心级别

• 级别是选项的作用域标识，操作选项时必须指定，核心常用级别及作用如下：

级别	作用范围	适用场景
SOL_SOCKET	套接字本身（通用级别）	所有类型套接字的基础属性控制
IPPROTO_IP	IPv4 协议层	IPv4 相关的网络属性配置
IPPROTO_IPV6	IPv6 协议层	IPv6 相关的网络属性配置
IPPROTO_TCP	TCP 协议（流式套接字）	TCP 专属属性控制
IPPROTO_UDP	UDP 协议（数据报套接字）	UDP 专属属性控制
其他（如 SOL_LRLMP）	特定协议（如 IrDA）	小众协议的专属配置

SOL_SOCKET的常用选项

• 最常用的基础级别，包含套接字的核心通用属性，重点选项如下（区分获取 / 设置权限）：

选项名	说明	操作权限	核心用途
SO_ACCEPTCONN	套接字是否处于监听状态	仅获取	判断 listen 是否调用成功
SO_BROADCAST	允许发送广播数据	获取 / 设置	UDP 广播通信开启
SO_KEEPALIVE	保活连接	获取 / 设置	TCP 长连接保活，检测断连
SO_LINGER	延迟关闭连接	获取 / 设置	控制 close 时的连接关闭行为
SO_RCVBUF/SO_SNDBUF	接收 / 发送缓冲区大小	获取 / 设置	调整套接字读写缓冲区，优化 I/O
SO_REUSEADDR	允许重用本地地址和端口	获取 / 设置	解决端口占用问题（如重启服务）
SO_TYPE	获得套接字类型	仅获取	判断是 TCP（SOCK_STREAM）/UDP（SOCK_DGRAM）
SO_ERROR	获得套接字错误码	仅获取	排查套接字运行中的错误

IPPROTO_IP的常用选项

• 针对 IPv4 协议的专属配置，常用选项：

选项名	说明	操作权限
IP_ADD_MEMBERSHIP	加入多播组	仅设置
IP_OPTIONS	设置 / 获取 IP 头部选项	获取 / 设置
IP_HDRINCL	自定义 IP 头部（原始套接字）	获取 / 设置
IP_TTL	设置 / 获取 IP 生存时间	获取 / 设置

核心函数

#include <sys/socket.h>

//获取选项：getsockopt
int getsockopt(int sockfd, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);

//设置选项：setsockopt
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

参数

参数名	类型	作用
sockfd	int	要操作的套接字描述符（socket 创建的返回值）
level	int	选项的级别（如 SOL_SOCKET、IPPROTO_IP）
optname	int	要操作的具体选项名（如 SO_REUSEADDR、IP_TTL）
optval	void*	存放选项值的缓冲区：getsockopt：内核将选项值写入该缓冲区；setsockopt：将待设置的值传入内核
optlen	socklen_t*	getsockopt ：传入缓冲区大小，返回实际读取的大小； setsockopt：直接传入缓冲区的实际大小（非指针）

返回值

• 成功：返回0
• 失败：返回-1，错误码存入errno，常见错误码：
  • EBADF：无效的套接字描述符
  • EINVAL：未知的级别 / 选项名
  • ENOTSOCK：描述符不是套接字（是普通文件 / 设备）
  • ENOPROTOOPT：协议不支持该选项

应用场景

• 服务端重启时，设置SO_REUSEADDR解决端口占用问题

需在bind前设置，否则端口重用失效，是服务端开发的必设选项

• 高并发 / 大流量场景，调整SO_RCVBUF/SO_SNDBUF扩大读写缓冲区，减少 I/O 次数
• TCP 长连接（如 IM、物联网），设置SO_KEEPALIVE开启保活机制，自动检测断连
• UDP 广播通信，设置SO_BROADCAST允许发送广播包
• 排查问题时，通过SO_ERROR获取套接字错误码，通过SO_TYPE判断套接字类型
• 多播开发时，通过IP_ADD_MEMBERSHIP让套接字加入多播组

demo

#ifndef _NET_H_
#define _NET_H_

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <errno.h>

typedef struct sockaddr Addr;
typedef struct sockaddr_in Addr_in;
#define BACKLOG 5
#define ErrExit(msg) do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while(0)

void Argment(int argc, char *argv[]);
int CreateSocket(char *argv[]);
int DataHandle(int fd);


#endif

#include "net.h"

void Argment(int argc, char *argv[]){
	if(argc < 3){
		fprintf(stderr, "%s<addr><port>\n", argv[0]);
		exit(0);
	}
}
int CreateSocket(char *argv[]){
	/*创建套接字*/
	int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if(fd < 0)
		ErrExit("socket");
	/*允许地址快速重用*/
	int flag = 1;
	if( setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, sizeof(flag) ) )
		perror("setsockopt");
	/*设置通信结构体*/
	Addr_in addr;
	bzero(&addr, sizeof(addr) );
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );
	/*绑定通信结构体*/
	if( bind(fd, (Addr *)&addr, sizeof(Addr_in) ) )
		ErrExit("bind");
	/*设置套接字为监听模式*/
	if( listen(fd, BACKLOG) )
		ErrExit("listen");
	return fd;
}
int DataHandle(int fd){
	char buf[BUFSIZ] = {};
	Addr_in peeraddr;
	socklen_t peerlen = sizeof(Addr_in);
	if( getpeername(fd, (Addr *)&peeraddr, &peerlen) )
		perror("getpeername");
	int ret = recv(fd, buf, BUFSIZ, 0);
	if(ret < 0)
		perror("recv");
	if(ret > 0){
		printf("[%s:%d]data: %s\n", 
				inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port), buf);
	}
	return ret;
}

#include "net.h"
#include <sys/select.h>
#define MAX_SOCK_FD 1024

void setKeepAlive (int sockfd, int attr_on, socklen_t idle_time, socklen_t interval, socklen_t cnt)
{
	setsockopt (sockfd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (const char *) &attr_on, sizeof (attr_on));
	setsockopt (sockfd, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, (const char *) &idle_time, sizeof (idle_time));
	setsockopt (sockfd, SOL_TCP, TCP_KEEPINTVL, (const char *) &interval, sizeof (interval));
	setsockopt (sockfd, SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, (const char *) &cnt, sizeof (cnt));
}

int main(int argc, char *argv[])
{
	int i, ret, fd, newfd;
	fd_set set, tmpset;
	Addr_in clientaddr;
	socklen_t clientlen = sizeof(Addr_in);
	/*检查参数，小于3个 直接退出进程*/
	Argment(argc, argv);
	/*创建已设置监听模式的套接字*/
	fd = CreateSocket(argv);

	FD_ZERO(&set);
	FD_ZERO(&tmpset);
	FD_SET(fd, &set);
	while(1){
		tmpset = set;
		if( (ret = select(MAX_SOCK_FD, &tmpset, NULL, NULL, NULL)) < 0){
			perror("select");
			getchar();
		}
		if(FD_ISSET(fd, &tmpset) ){
			/*接收客户端连接，并生成新的文件描述符*/
			if( (newfd = accept(fd, (Addr *)&clientaddr, &clientlen) ) < 0){
				perror("accept");
				getchar();
			}
#if 1
			int keepAlive = 1;			//设定KeepAlive
			int keepIdle = 5;			//开始首次KeepAlive探测前的TCP空闭时间
			int keepInterval = 5;		//两次KeepAlive探测间的时间间隔
			int keepCount = 3;			//判定断开前的KeepAlive探测次数
			setKeepAlive (newfd, keepAlive, keepIdle, keepInterval, keepCount);
#endif

			printf("[%s:%d]已建立连接\n", 
					inet_ntoa(clientaddr.sin_addr), ntohs(clientaddr.sin_port));
			FD_SET(newfd, &set);
		}else{ //处理客户端数据
			for(i = fd + 1; i < MAX_SOCK_FD; i++){
				if(FD_ISSET(i, &tmpset)){
					if( DataHandle(i) <= 0){
						if( getpeername(i, (Addr *)&clientaddr, &clientlen) )
							perror("getpeername");
						printf("[%s:%d]断开连接\n", 
								inet_ntoa(clientaddr.sin_addr), ntohs(clientaddr.sin_port));
						FD_CLR(i, &set);
						close(i);
					}
				}
			}
		}
	}
	close(fd);
	return 0;
}