?7.3.2 客戶機API函數
?
?客戶機要簡單得多，建立成功連接所需的步驟也要少得多。客戶機只需三步操作：
1) 用s o c k e t或W S A S o c k e t創建一個套接字。
2) 解析服務器名（以基層協議為準）。
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
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。但了解T C P狀態，就能更好地理解Winsock API調用如何對基層協議中的改變產生影響。此外，許多程序員在關閉套接字時，會碰到一個常見問題；圍繞套接字關閉的T C P狀態是我們目前最感興趣的問題。
對每個套接字來說，它的初始狀態都是C L O S E D。若客戶機初始化了一個連接，就會向服務器發送一個S Y N包，同時將客戶機套接字狀態置為S Y N _ S E N T。服務器收到S Y N包后，會發出一個“ S Y N - A C K”包。作為客戶機，需要用一個A C K包對它做出反應。此時，客戶機的套接字會變成E S TA B L I S H E D狀態。如果服務器一直不發送“ S Y N - A C K”包，客戶機就會超時，并返回C L O S E D狀態。
若一個服務器的套接字同一個本地接口和端口綁定起來，并在它上面進行監聽，那么套接字的狀態便是L I S T E N。客戶機試圖與之連接時，服務器就會收到一個S Y N包，并用一個S Y N - A C K包做出響應。服務器套接字的狀態就變成S Y N _ R C V D。最后，客戶機發出一個A C K包，令服務器套接字的狀態變成E S TA B L I S H E D。
一旦應用處于E S TA B L I S H E D狀態，可通過兩種方法來關閉它。如果由應用程序來關閉，便叫作“主動套接字關閉”；否則，套接字的關閉便是被動的。圖7 - 2對兩種關閉方法進行了解釋。如主動關閉，應用程序便會發出一個F I N包。應用程序調用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當作第二個參數），會向對方發出一個F I N包，而且套接字的狀態則變成F I N _ WA I T _ 1。正常情況下，通信對方會回應一個A C K包，我們的套接字的狀態
隨之變成F I N _ WA I T _ 2。如對方也關閉了連接，便會發出一個F I N包，我們的機器則會響應一個A C K包，并將己方套接字的狀態置為T I M E _ WA I T。
T I M E _ WA I T狀態也叫作2 M S L等待狀態。其中， M S L代表“分段最長生存時間”（Maximum Segment Lifetime），表示一個數據包在丟棄之前，可在網絡上存在多長時間。
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。一個包經過網絡上的每個路由器時， T T L 值都會減1 ，然后繼續傳遞。一旦應用程序進入T I M E _ WA I T狀態，那么就會一直持續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結束之后，套接字便進入C L O S E D狀態。
圖7-2 TCP套接字的關閉狀態
套接字主動關閉
關閉套接字
發送: FIN----->FIN_WAIT_1--接收:ACK-->FIN_WAIT_2----接收: FIN發送: ACK--->TIME_WAIT(2MSL超時)----->CLOSED
套接字主動關閉
關閉套接字
發送: FIN----->接收: FIN發送: ACK---->CLOSING--接收: ACK-->TIME_WAIT(2MSL超時)----->CLOSED
套接字主動關閉
關閉套接字
發送: FIN----->接收: FIN_ACK發送: ACK----->TIME_WAIT(2MSL超時)----->CLOSED
套接字被動關閉
接收: FIN
發送: ACK------>CLOSE_WAIT--關閉套接字發送: FIN-->LAST_ACK------->CLOSED
T I M E _ WA I T狀態也叫作2 M S L等待狀態。其中， M S L代表“分段最長生存時間”（Maximum Segment Lifetime），表示一個數據包在丟棄之前，可在網絡上存在多長時間。
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。一個包經過網絡上的每個路由器時， T T L 值都會減1 ，然后繼續傳遞。一旦應用程序進入T I M E _ WA I T狀態，那么就會一直持續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結束之后，套接字便進入C L O S E D狀態?
采取主動關閉措施時，有兩個路徑會進入T I M E _ WA I T狀態。在我們以前的討論中，
只有一方發出一個F I N，并接收一個A C K響應。然而，另一方仍然可以自由地發送數據，
直到它也被關閉為止。因此，需要兩個路徑發揮作用。在一個路徑中(即同步關閉)，一臺計算機和它的通信對方會同時要求關閉；計算機向對方送出一個F I N數據包，并從它那里接收一個F I N數據包。隨后，計算機會發出一個A C K數據包，對對方的F I N包做出響應，并將自己的套接字置為C L O S I N G狀態。計算機從對方那里接收到最后一個A C K包之后，它的套接字狀態會變成T I M E _ WA I T。?
主動關閉時，另一個路徑其實就是同步關閉的變體：套接字從F I N _ WA I T _ 1狀態直接變成T I M E _ WA I T。若應用程序發出一個F I N數據包，但幾乎同時便從對方那里接收到一個F I N - A C K包，這種情況就會發生。在這種情況下，對方會確認收到應用程序的F I N包，并送出自己的F I N包。對于這個包，應用程序會用一個A C K包做出響應。
T I M E _ WA I T狀態的主要作用是在T C P連接處于2 M S L等待狀態的時候，規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章對這個選項進行詳細討論。
被動關閉情況下，應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。此時，應用程序的套接字會變成C L O S E _ WA I T狀態。由于對方已關閉自己的套接字，所以不能再發送數據了。但應用程序卻不同，它能一直發送數據，直到對方的套接字已關閉為止。要想關閉對方的連接，應用程序需要發出自己的F I N，令應用程序的套接字狀態變成L A S T _ A C K。應用程序從對方收到一個A C K包后，它的套接字就會逆轉成C L O S E D狀態。
要想了解T C P / I P協議的有關詳情，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函數和W S A C o n n e c t函數
最后一步就是連接。這是通過調用c o n n e c t函數或W S A C o n n e c t函數來完成的。我們先來看看該函數的Winsock 1版本，其定義如下：
int connect(
???????SOCKET s,
???????const struct sockaddr FAR * addr,
???????int namelen
??????);
?
?該函數的參數是相當清楚的： 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（說明連接的服務器）的套接字地址結構（ S O C K A D D R _ I N）；n a m e l e n則是名字參數的長度。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
???????);
???????
前三個參數和connect API函數的參數是完全一樣的。另外兩個參數—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，用于收發請求連接時的數據。l p C a l l e r D a t a參數是指向緩沖區的指針，緩沖區內包含客戶機向服務器發出的請求連接的數據。l p C a l l e e D a t a參數則指向另一個緩沖區，區內包含服務器向客戶機返回的建立連接時的數據。這兩個參數都是W S A B U F結構，
因此，若是l p C a l l e r D a t a，l e n字段應該設為b u f字段中準備傳輸的數據長度。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中的緩沖區長度，設為從服務器返回的數據長度。最后兩個參數—l p S Q O S和l p G Q O S，表示Q O S結構，該結構對即將建立的連接上收發數據所需要的帶寬進行了定義。
l p Q O S參數用于指定套接字s需要的服務質量，而l p G Q O S則用于指定套接字組所需要的服務質量。目前，尚未提供對套接字組的支持。若l p Q O S是空值，則表明沒有某應用專用的Q O S。
如果你想連接的計算機沒有監聽指定端口這一進程， c o n n e c t調用就會失敗，并發生錯誤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，這種情況一般發生在試圖連接的計算機不能用時（亦可能因為到主機之間的路由上出現硬件故障或主機目前不在網上）。