网络编程2020/03/13

网络编程

TCP/IP四层模型:(背)
```
    1、网络接口/链路层  以太网桢协议 ARP
    2、网络层  IP ICMP IGMP
    3、传输层  TCP UDP 
    4、应用层  http ftp nfs ssh telnet
```
网络通信过程(掌握)
结论:
     数据在没有封装之前是不能再网络中传输的。

应用层开始封装(比如想发送文件,先封装一层ftp协议),
然后  ---> {传输层(tcp)  ---->网络层 (ip)  ----->链路层 }(属于内核层  
不用自己封装的)

接收数据就是相反的过程,一层一层的解协议。

各层的协议介绍

网络接口/链路层 以太网桢协议 ARP(了解)
路由器/交换机 形成一个网络,那么两个路由之间的传输就是依靠以太网帧协议的。

以太网桢协议:根据Mac地址,完成数据包传输。
ARP请求,根据IP地址获取MAC地址
          
image.png
网络层 ip协议
image.png

IP地址可以在网络环境中标识唯一的一台主机。

传输层 Udp /Tcp

端口可以确定是哪一台主机上的哪一个进程
IP地址+端口号:在网络环境中,唯一的标识一个进程。

UDP
image.png
TCP
image.png

Socket编程

相关函数:
inet_addr()函数:
          in_addr_t inet_addr(const char *cp);
          作用:将点分制的ip地址转换成 整形ip地址(网络字节序)
          点分制ip地址("192.168.1.252"),  占用内存空间是多少?    14byte
          为了减少存储空间(用一个4字节整数存ip地址 C0 A8 1 FC)
练习:
          int main()
          {
              int x = inet_addr("192.168.1.252"); 
           //将点分制ip地址转换成网络字节序的ip地址
              printf("x is %x\n", x);       
          //FC01A8C0(正好和ip地址相反) 字节序
}
计算机采用小端对齐:高位存在高地址,低位存在低地址
如:
int a = 0x12345678 ,12存在高地址了  ,因此是小端对齐
网络字节序:大端对齐
        htonl        本地字节序转成网络字节序(IP)
        htons       本地字节序转成网络字节序(Port)
        ntohl        
        ntohs
inet_ntoa (作用:  将网络字节序的ip地址转换成点分制ip地址)

UDP通信

image.png
练习

send.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc,char *argv[]){
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(-1 == sockfd){
        perror("socket error!");
        exit(1);
    }
    struct sockaddr_in youaddr;
    youaddr.sin_family = AF_INET;
    youaddr.sin_port = htons(4444);
    youaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    char buff[100] = "hello";
    while(1){
        gets(buff);
        int size = sendto(sockfd, buff, strlen(buff)+1, 0,
                      (struct sockaddr *)&youaddr, sizeof(youaddr));
        memset(buff,0,sizeof(buff));
        recvfrom(sockfd, buff, sizeof(buff), 0,(struct sockaddr *)&youaddr,
                 sizeof(youaddr));
        write(STDOUT_FILENO,buff,strlen(buff)+1);
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

Recv.c

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

int main(int argc,char *argv[]){
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(-1 == sockfd){
        perror("socket error!");
        exit(1);
    }
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(4444);//自己的端口号
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    //addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    int size= bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr,
                sizeof(addr));
    char buff[100];
    int len = 16;
    struct sockaddr_in youaddr;
    while(1){
        recvfrom(sockfd, buff, sizeof(buff), 0,(struct sockaddr *)&youaddr, &len);
        write(STDOUT_FILENO,buff,strlen(buff)+1);
        memset(buff,0,sizeof(buff));
        gets(buff);
        sendto(sockfd, buff, strlen(buff)+1, 0,
                      (struct sockaddr *)&youaddr, sizeof(youaddr));

        printf("****%s*****\n",buff);
    }
    printf("\nIP = %s port  = %d\n",inet_ntoa(youaddr.sin_addr.s_addr),
           ntohs(youaddr.sin_port));
    while(1);
    close(sockfd);
    return 0;
}

练习:两个进程,每个都能接收,发送(双人upd聊天程序,循环收发)

(注意:在一台电脑上,两个进程分别要用两个端口号, 1 发送端口号 对应 2 接收端口号)

#include 
#include 
#include 
#include 
struct sockaddr_in my_addr;
struct sockaddr_in to_addr;
int fd;
void *send_fun(void *p)
{
    char buf[100] = { 0 };
    while(1)
    {
        gets(buf);
        sendto(fd, buf, 100, 0, (struct sockaddr*)&to_addr, 16);
    }
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t id;
    fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    my_addr.sin_family = AF_INET;

    my_addr.sin_port = htons(atoi(argv[3]));    //argv[3] 自己的端口号  33333
    my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);    //INADDR_ANY 能自动获取ip地址
    bind(fd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr));

    to_addr.sin_family = AF_INET;
    to_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));    //argv[2]对方的端口号   44444
    to_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);   //argv[1]对方的ip地址127.0.0.1

    pthread_create(&id, NULL, send_fun,NULL); //创建线程时,系统会分配一个id, 放到变量id中
    while(1)
    {
        char buf[100];
        int len = 16;
        recvfrom(fd, buf, 100, 0, (struct sockaddr *)&to_addr, &len);
        printf("from %d:%s\n", ntohs(to_addr.sin_port), buf);
    }   
}

三次握手

SYN标志位 建立连接
ACK标志位 做应答


image.png

注意:其实是不可能发一条才收一条,都是批量发送批量处理的,效率高些

image.png

四次挥手 原因:半关闭

image.png

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