网络基础&套接字编程 一

协议：

    一组规则

分层模型结构：

    OSI 七层模型 ： 物、数、网、传、会、表、应

    TCP/IP 4层模型：网（链路层/网络接口层）、网、传、应

        应用层：http、ftp、nfd、ssh、telnet

        传输层：TCP/UDP

        网络层：IP、ICMP、IGMP

        链路层：以太网帧协议、ARP
c/s 模型：

    client-server

b/s模型：

    browser-server

            c/s                    b/s

    优点： 缓存大量数据、协议选择灵活            安全性高、跨平台强、开发工作量较小                
        
        速度快

    缺点：安全性低、跨平台弱、开发工作量大            不能缓存大量数据、严格遵守 http                    

    

网络传输流程：

    数据没有封装之前，是不能在网络中传递

以太网帧协议：

    ARP协议： 根据 ip 地址 获取 mac 地址

    以太网帧协议：根据mac 地址，完成数据包传输

ip协议：

    版本：IPv4、IPv6

    TTL:time to live . 设置数据包在路由节点中的跳转上线。每经过一个路由节点，该值 -1，减为0的路由，有义务将改数据包丢弃

    源IP： 32位。   4字节   192.168.1.108--- 点分十进制  IP地址（string） ---》 二进制

    目的IP：32位  4字节

ip地址：可以在网络环境中唯一 标识一台主机。

端口号：可以在网络的一台主机上，唯一标识一个进程

ip地址+端口号：可以在网络环境中，唯一标识一个进程

UDP:

    16位 ： 源端口号    2^16 =65536

    16位：  目的端口号。

TCP:

    16位： 源端口号。   2^16 =65536

    16位： 目的端口号 

    32 序号

    32 确认号

    6个标志位

    16位窗口大小。 2^16 

套接字：

    socket本身 有插座的意思，在linux环境下， 用于表示进程间网络通信的特殊文件类型

    本质为内核借助缓冲区形成的伪文件

    一个文件描述符指向一个套接字

    在通信中，套接字一定是成对出现的

网络字节序：

    小端法：（pc本地存储） 低地址 存地位。  int a = 0x12345678

    大端法： 网络存储

    
    htonl --》本地 --》网络（IP）  192.168.1.11 --》string --》atoi--》int --》htonl--》网络字节序

    htons --》本地 --》网络（port）

    ntohl --》网络 --》本地（IP）

    ntohs --》网络 --》本地（Port）

IP地址转换函数：

    int inet_pton(int af,const char* src,void* dst);  本地字节序（string iP）--》网络字节序

        af: AF_INET、AF_INET6

        src: 传入，IP地址(点分十进制）

        dst：传出，转换后的 网络字节序的 ip地址

        返回值：

            成功： 1

            异常： 0  说明src 指向的不是一个 有效的 ip地址

            失败： -1

    const char* inet_ntop(int af,const void*src,char* dst,sockken_t size); 网络字节序--》本地字节序（string IP）

        af: AF_INET、AF_INET6

        src：网络字节序 IP 地址

        dst： 本地字节序（string IP）

        size: dst 的大小

        返回值：

            成功：dst

            失败：NULL

sockaddr 地址结构：

        struct sockaddr_in addr;     man 7  ip

        addr.sin_family = AF_INET/AF_INET6    

        addr.sin_port = htons(9527)

            int dst;

            inet_pton(AF_INET,"192.168.1.108",(void*)&dst);

        addr.sin_addr.s_addr =dst

        【*】addr.sin_addr.s_addr =htonl(INADDR_ANY ) 取出系统中有效的任意IP地址。二进制类型

        bind(fd,(struct sockaddr*）&addr,size)

socket函数：

    #include

    int socket(int domain, int type, int protocol); 创建一个套接字

        domaian:  AF_INET/AF_INET6   /AF_UNIX

        type:   SOCK_STREAM 、SOCK_DGRAM  

        protocol：0

    返回值：成功： 新套接字所对应的的文件描述符

        失败： -1 errno 

    #include
    
    int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen); 给socket绑定一个 地址结构（IP+port）

        sockfd：socket 函数返回值

            struct sockaddr_in addr;    

            addr.sin_family = AF_INET/AF_INET6    

            addr.sin_port = htons(9527)

            addr.sin_addr.s_addr =htonl(INADDR_ANY ) 宏表示本地有效任意IP

            
        addr：（struct sockaddr*）&addr
    
        addrlen：sizeof(addr) 地址结构大小

    返回值：        

        成功：0

        失败：-1 errno

     int listen(int s, int backlog);  设置同时与服务器建立连接的上限数。（同时进行3次握手的客户端数量）

        sockfd： socket 函数返回值

        backlog：上限数值 。最大值 128

        返回值：        

            成功：0

            失败： -1 errno

     int accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

        阻塞等待客户端建立连接，成功的话，返回一个与客户端成功连接的socket 文件描述符

    

        s：socket函数返回值

        addr：传出参数 成功与服务器建立连接的那个客户端的地址结构（IP+ port）

            socklen_t clit_addr_len = sizeof(addr)            

        addrlen：传入传出参数。 &clit_addr_len

            入：addr的大小   出：客户端addr实际大小

        返回值：

            成功：能与服务器进行数据通信的 socket 对应的文件描述。

            失败： -1 ,errno

 

     int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

        使用现有的 socket 与服务器建立连接

        sockfd： socket 函数返回值

        addr：传入参数。服务器地址结构

        addrlen: 服务器地址结构的大小

        返回值;

            成功： 0

            失败：-1 errno

        若果不用bind 绑定客户端地址结构，采用“隐式绑定”

TCP通信流程分析：

    server：

        1.socket（ ） 创建socket

        2.bind（）    绑定服务器地址结构

        3.listen()    设置监听上限

        4.accept（）  阻塞监听客户端连接

        5.read（fd）  读socket获取客户端数据

        6.小--大写    toupper（）

        7.write（fd）

        8.close（）；

    client：

        1.socket（）  创建socket

        2.connect（） 与服务器建立连接

        3.write（）   写数据到 socket

        4.read（）    读转换后的数据

        5.显示读取结果

        6.close（）

//server

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define SERV_PORT  9527


void sys_err(const char* str){
  perror(str);
  exit(1);
}
int main(){
  int lfd = 0,cfd=0;
  int ret;
  char buf[BUFSIZ],client__IP[1024];


  struct sockaddr_in  serv_addr,clit_addr;
  socklen_t clit_addr_len;


  serv_addr.sin_family = AF_INET;
  serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);
  serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

  lfd =socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
  if(lfd==-1){
    sys_err("socket error");
  }

  bind(lfd,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr));

  listen(lfd,128);

  clit_addr_len = sizeof(clit_addr);
  cfd = accept(lfd,(struct sockaddr*)&clit_addr,&clit_addr_len);
  if(cfd==-1){
    sys_err("accept error");
  }
  printf("client ip :%s port:%d\n"
      ,inet_ntop(AF_INET,(void*)&clit_addr.sin_addr.s_addr,client__IP,sizeof(client__IP)),
      ntohs(clit_addr.sin_port));
  while(1){

    ret=read(cfd,buf,sizeof(buf));
    write(STDOUT_FILENO,buf,ret);
    for(int i =0;i
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define SERV_PORT  9527


void sys_err(const char* str){
  perror(str);
  exit(1);
}
int main(){
  int cfd;
  char buf[BUFSIZ];
  
  struct sockaddr_in serv_addr;   //服务器地址结构

  serv_addr.sin_family = AF_INET;
  serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);

  inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1",&serv_addr.sin_addr.s_addr);


  cfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
  if(cfd==-1){
    sys_err("socket error");
  }
  int ret=connect(cfd,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr));
  if(ret!=0){
    sys_err("connect error");
  }
  while(1){
    write(cfd,"hello\n",6);
    ret=read(cfd,buf,sizeof(buf));
    write(STDOUT_FILENO,buf,ret);
    sleep(1);

  }
  close(cfd);
  
  return 0;
}