网络编程概述

一、TCP和UDP协议区别:

一文搞懂TCP与UDP的区别 - Fundebug - 博客园

二、TCP/UDP对比:

1. TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接),UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接

2.  TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付

3.  TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的 UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）

4.  每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

5.  TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节

6.  TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道

三、端口号作用：

一台拥有IP地址的主机可以提供许多服务，比如Web服务、FTP服务、SMTP服务等

这些服务完全可以通过1个IP地址来实现。那么，主机是怎样区分不同的网络服务呢？显然不能只靠IP地址，因为IP 地址与网络服务的关系是一对多的关系。

实际上是通过“IP地址+端口号”来区 分不同的服务的。

端口提供了一种访问通道。

服务器一般都是通过知名端口号来识别的。例如，对于每个TCP/IP实现来说，FTP服务器的TCP端口号都是21，每个Telnet服务器的TCP端口号都是23，每个TFTP(简单文件传送协议)服务器的UDP端口号都是69

四、字节序

一、字节序:是指多字节数据在计算机内存中存储或者网络传输时各字节的存储顺序。

1． Little endian：将低序字节存储在起始地址

2． Big endian：将高序字节存储在起始地址

网络字节序 = 大端字节序。

x86cpu都是 Little endian

二、字节序转换api:

#include <netinet/in.h>

uint16_t htons(uint16_t host16bitvalue);    //返回网络字节序的值

uint32_t htonl(uint32_t host32bitvalue);    //返回网络字节序的值

uint16_t ntohs(uint16_t net16bitvalue);     //返回主机字节序的值

uint32_t ntohl(uint32_t net32bitvalue);     //返回主机字节序的值

h代表host，n代表net，s代表short（两个字节），l代表long（4个字节），通过上面的4个函数可以实现主机字节序和网络字节序之间的转换。有时可以用INADDR_ANY，INADDR_ANY指定地址让操作系统自己获取

三、地址转换API

int inet_aton(const char* straddr,struct in_addr *addrp);

把字符串形式的“192.168.1.123”转为网络能识别的格式

char* inet_ntoa(struct in_addr inaddr); 把网络格式的ip地址转为字符串形式

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例子：在内存中双字0x01020304(DWORD)的存储方式.

内存地址

4000&4001&4002&4003

LE 04 03 02 01

BE 01 02 03 04

Socket服务器和客户端的开发步骤及其代码实现

所谓套接字(Socket)，就是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。

一个套接字就是网络上进程通信的一端，提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。

从所处的地位来讲，套接字上联应用进程，下联网络协议栈，是应用程序通过网络协议进行通信的接口，是应用程序与网络协议根进行交互的接口

一、开发步骤：

①创建套接字socket

②为套接字添加信息（IP地址和端口号）

    1.端口号注意字节序 2.IP地址注意将数字IP地址字符串转换为网络可识别格式

③监听网络连接

④监听到有客户端接入，接受一个连接

⑤数据交互

⑥关闭套接字，断开连接

                                                 (Sockt服务器和客户端的开发步骤)

二、各步骤函数及参数：

①创建套接字socket

int socket(int domain, int type, int protocol);

 ②为套接字添加信息（IP地址和端口号）

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

第一个参数 套接字返回符

第二个 含有 类型+ip+端接口号 的结构体

第三个参数是结构体大小

 

 

eg:关于在 /usr/include/ 里搜索结构体(重点)

①struct sockaddr_in    这个结构体可以在 cd /usr/include/下搜索

grep "struct sockaddr_in {" * -nir

搜索“struct sockaddr_in” 定义的地方 *在当前目录 nir意思分别是:显示行号 不区分大小写 递归的找

linux/in.h:184:struct sockaddr_in {      前面是头文件后面是行数

vi linux/in.h +184打开

struct sockaddr_in {
  __kernel_sa_family_t  sin_family;     /* Address family               */
  __be16                sin_port;       /* Port number                  */
  struct in_addr        sin_addr;       /* Internet address             */

  /* Pad to size of `struct sockaddr'. */
  unsigned char         __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) -
                        sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];
};
②struct in_addr  上面结构体里的结构体，同样方法搜索，获取头文件与结构体

linux/in.h:56:struct in_addr {

vi linux/in.h +184打开

struct in_addr {
        __be32  s_addr;//32位整数
};
 

③listen();监听函数

int listen(int sockfd, int backlog);

参数2：监听数目

 ④连接：监听到有客户端接入，接收一个连接

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

第二参数是客户端  第三参数是客户端长度

accept返回值c_fd是 新的套接字，通过s_fd连上套接字,创建新的套接字服务该客户端

 int c_fd = accept();//后续对客户端的操作，用c_fd来操作(通过c_fd与客户端连接)

二、服务器和客户端代码部分

1、服务器代码（服务端）

◆利用“ifconfig -a”查看服务器(linux本机)IP地址

◆ping用于确定本地主机是否能与另一台主机成功交换(发送与接收)数据包，再根据返回的信息，就可以推断TCP/IP参数是否设置正确，以及运行是否正常、网络是否通畅等。

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
//#include<linux/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include<stdlib.h>int main(){int s_fd;//1.socket();s_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(s_fd == -1){perror("socket\n");exit-(1);}struct sockaddr_in s_addr;//配置“网络格式---端口号---IP地址 ”的改进型结构体，可            在/usr/include/查看s_addr.sin_family = AF_INET;s_addr.sin_port = htons(8989);//端口号字节序的转换函数(将主机字节序转换为网络字节序)
//      int inet_aton(const char* straddr,struct in_addr *addrp);inet_aton("192.168.1.9",&s_addr.sin_addr);//利用aton函数将字符串数据转换为网络数据传出，可在/usr/include/查看struct in_addr//2.bind();
// int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);bind(s_fd,(struct sockaddr*)&s_addr,sizeof (struct sockaddr_in));//3.listen();listen(s_fd,10);//4.accept();int c_fd = accept(s_fd,NULL,NULL);//5.read();//6.write();printf("connect\n");while(1);return 0;
}

2、socket客户端代码（服务端）

在创建服务器和客户端套接字后，需要用memset对数据进行清空

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
//#include<linux/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>int main(){int s_fd;int n_read;char readbuf[128];char *msg = "I get your msg";struct sockaddr_in s_addr;struct sockaddr_in c_addr;memset(&s_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));memset(&c_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));//1.socket();s_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(s_fd == -1){perror("socket\n");exit-(1);}s_addr.sin_family = AF_INET;s_addr.sin_port = htons(8888);
//      int inet_aton(const char* straddr,struct in_addr *addrp);inet_aton("192.168.1.9",&s_addr.sin_addr);//2.bind();
// int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);bind(s_fd,(struct sockaddr *)&s_addr,sizeof (struct sockaddr_in));//3.listen();listen(s_fd,10);//4.accept();int c_len = sizeof(struct sockaddr_in);int c_fd = accept(s_fd,(struct sockaddr *)&c_addr,&c_len);//主要是对此编写，注意长度是指针if(c_fd == -1){perror("c_fd accept defeat\n");}else{printf("client connect success%s\n",inet_ntoa(c_addr.sin_addr));//输出客户端 地址，将网络字节序转换}//5.read();n_read = read(c_fd,readbuf,128);if(n_read == -1){perror("read\n");}else{printf("get message:%d,%s\n",n_read,readbuf);}//6.write();write(c_fd,msg,strlen(msg));      //返回值return 0;
}

三、客户端代码

实现客户端与服务端通讯

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
//#include<linux/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>int main(){int c_fd;int n_read;char readbuf[128];char *msg = "msg from client\n";struct sockaddr_in c_addr;memset(&c_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in));//1.socket;c_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(c_fd == -1){perror("socket\n");exit-(1);}c_addr.sin_family = AF_INET;c_addr.sin_port = htons(8888);
/int inet_aton(const char* straddr,struct in_addr *addrp);inet_aton("192.168.1.9",&c_addr.sin_addr);//2.connectif(connect(c_fd,(struct sockaddr *)&c_addr,sizeof(struct sockaddr)) == -1){perror("connect");exit(-1);}else{printf("connect success\n");}//3.write;write(c_fd,msg,strlen(msg));//4.readn_read = read(c_fd,readbuf,128);if(n_read == -1){perror("read");exit(-1);}else{printf("get msg from servier\n");}return 0;}