socket套接字通信 TCP傳輸控制協(xié)議/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 5.18

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B/S :瀏覽器和服務(wù)器

C/S :客戶機和服務(wù)器

網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：

網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)和每層所使用協(xié)議的集合

網(wǎng)絡(luò)采用分層管理的方法，將網(wǎng)絡(luò)的功能劃分為不同的模塊

OSI模型：

共7種：

			應(yīng)用層：接收用戶的數(shù)據(jù)，面向的應(yīng)用程序

?			表示層：邏輯語言轉(zhuǎn)為機器語言，翻譯，加密

?			會話層：針對傳輸?shù)拿恳环N數(shù)據(jù)建立一條虛連接
高層

?			傳輸層：作用 1.區(qū)分流量   2.定義數(shù)據(jù)傳輸方式

?			網(wǎng)絡(luò)層：network  編址  尋址

?			數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層分為LLC層（邏輯鏈路控制子層）和MAC層（介質(zhì)訪問控制子層）
						二層地址：MAC地址（介質(zhì)訪問控制）-							-物理/硬件/燒錄地址

?			物理層：傳輸介質(zhì)（有線、無線）
地層

TCP/IP協(xié)議：傳輸控制協(xié)議 / 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

用戶模式
應(yīng)用層：使用相應(yīng)的協(xié)議，將封裝好的數(shù)據(jù)提交給傳輸層，或是傳輸層接收數(shù)據(jù)并處理。 FTP頭信息
內(nèi)核模式：
傳輸層：負(fù)責(zé)實現(xiàn)應(yīng)用程序之間的通信服務(wù)，又稱端對端通信 TCP頭信息
網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)主機間的通信，傳輸數(shù)據(jù)包 IP頭信息
網(wǎng)絡(luò)接口層：將二進制轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)幀，并進行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接受

數(shù)據(jù)的封裝與傳遞過程：

socket套接字通信 TCP傳輸控制協(xié)議/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 5.18

網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)大小user data: 6~1460

網(wǎng)絡(luò)傳輸中容易發(fā)生拆包和粘包，所以接收和發(fā)送的字節(jié)數(shù)要對齊，否則容易傳輸不上

TCP和UDP協(xié)議

共同點：傳輸層，全雙工的

不同點：TCP有連接可靠的，UDP無連接不可靠數(shù)據(jù)容易丟

TCP

是一種面向連接的傳輸層協(xié)議，它能提供高可靠性通信(即數(shù)據(jù)無誤、數(shù)據(jù)無丟失、數(shù)據(jù)無失序、數(shù)據(jù)無重復(fù)到達的通信)

傳輸質(zhì)量較高，輸出大量數(shù)據(jù)

傳輸需要賬號，一對一

傳輸數(shù)據(jù)時較慢

UDP

（User Datagram Protocol）用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，是不可靠的無連接的協(xié)議。在數(shù)據(jù)發(fā)送前，因為不需要進行連接，所以可以進行高效率的數(shù)據(jù)傳輸。

發(fā)送小尺寸數(shù)據(jù)，無線網(wǎng)絡(luò)

廣播/組播式通信中，一對多

實時性較高

傳輸數(shù)據(jù)時快，資源消耗小

網(wǎng)絡(luò)編程

1.預(yù)備知識

1）socket套接字

網(wǎng)絡(luò)編程的通用接口

是一種特殊的文件描述符

當(dāng)調(diào)用socket函數(shù)時就會創(chuàng)建一個套接字，并返回套接字的文件描述符

支持面向連接（TCP）與無連接（UDP）

套接字的類型

TCP所用的時流式套接字，用于可靠傳輸，SOCK_STREAM

UDP所用的數(shù)據(jù)報套接字，用于無連接不可靠的，SOCK_DGRAM

SOCK_RAW:原始套接字，直接作用于網(wǎng)絡(luò)層

套接字位于應(yīng)用層與傳輸層之間，OSI模型的會話層和傳輸層之間

2）IP地址

IP地址就是網(wǎng)絡(luò)中主機的標(biāo)識—區(qū)分不同的主機

IP地址：IPv4（32）和IPv6（128）

IP地址表示：點分形式；例：192.168.2.99

IP地址 = 網(wǎng)絡(luò)號 + 主機號

? 網(wǎng)絡(luò)號：IP & 子網(wǎng)掩碼

? 主機號：IP & （-子網(wǎng)掩碼）

同一局域網(wǎng)內(nèi)主機號，網(wǎng)絡(luò)號相同，主機號不同

Linux：

? ifconfig ：查看IP地址

? ifconfig ens33 up/down/IP … 啟動/關(guān)閉/設(shè)置IP

? ping IP/域名 : 檢測網(wǎng)絡(luò)是否聯(lián)通

6、解決有線無無法邊接：顯示W(wǎng)ired Unmanaged
		{
			dashhome/system setting/network。顯示W(wǎng)ired Unmanaged

?			解決方法：
?			sudo vim /etc/NetworkManager/NetworkManager.conf
?			將managed=false
?			改成managed=true
?			然后重啟network-manager
?			sudo service network-manager restart
?			或者 kill掉再啟用:sudo NetworkManager。再不行就重啟:sudo reboot
?		}

IP地址的轉(zhuǎn)換

inet_aton()

字符串->網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序

將strptr所指的字符串轉(zhuǎn)換成32位的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序二進制值
    #include <arpa/inet.h>
    int inet_aton(const char *strptr,struct in_addr *addrptr);

inet_addr()

字符串->網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序并且返回地址

功能同上，返回轉(zhuǎn)換后的地址。
    in_addr_t inet_addr(const char *strptr);

inet_ntoa()

網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序->字符串

將32位網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序二進制地址轉(zhuǎn)換成點分十進制的字符串。 
    char *inet_ntoa(stuct in_addr inaddr);

3）端口號

同一臺主機上區(qū)分不同任務(wù)的標(biāo)識

一臺主機接收到的數(shù)據(jù)包應(yīng)該轉(zhuǎn)交給哪個任務(wù)來處理

類型：unsigned short (1~65536)

保留端口 1~1023
系統(tǒng)分配端口 1024~5000
自己分配端口 5001~65536

4）字節(jié)序（大小端）

小端存儲：低字節(jié)數(shù)據(jù)存在低地址，高字節(jié)數(shù)據(jù)存儲在高地址

? 先存fd

大端存儲：低字節(jié)數(shù)據(jù)存在高地址，高字節(jié)數(shù)據(jù)存儲在低地址

? 先存fa

unsigned int a = 0xfafbfcfd
    fa高字節(jié)數(shù)據(jù)
    fd低字節(jié)數(shù)據(jù)
    
    /*===============================================
*   文件名稱：zijiexu.c
*   創(chuàng) 建 者：memories 
*   創(chuàng)建日期：2023年05月18日
*   描    述：
================================================*/
    
 地址由低到高存儲，如果存的是fd則是小段存儲
    
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{ 
    unsigned int a = 0xfafbfcfd;
    unsigned char *p = (unsigned char*)&a;
    printf("*p=%x\n",*p);//%x表示十六進制

    return 0;
} 

hqyj@ubuntu:~/5.18$ gcc zijiexu.c
hqyj@ubuntu:~/5.18$ ./a.out 
*p=fd

網(wǎng)絡(luò)傳輸統(tǒng)統(tǒng)使用大端序，所以大端序也稱為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序

主機一般使用小端序，所以小端序也稱為主機字節(jié)序文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-449953.html

網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序和主機字節(jié)序的轉(zhuǎn)換

主機字節(jié)序到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序
u_long htonl (u_long hostlong);
u_short htons (u_short short);

網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序到主機字節(jié)序
u_long ntohl (u_long hostlong);
u_short ntohs (u_short short);

2.TCP網(wǎng)絡(luò)編程框架

類似于app是客戶端，app中的內(nèi)容是服務(wù)器提供的

***服務(wù)器（server）流程***					

socket ---- 創(chuàng)建套接字，兩者都要創(chuàng)建
bind   ---- 綁定本機地址和端口
listen ---- 設(shè)定監(jiān)聽套接字，檢測是否有客戶端訪問服務(wù)器
accept ---- 接收客戶端的連接，并生成通信套接字

read/write() ---- 接收/發(fā)送數(shù)據(jù)
close()       ---- 關(guān)閉套接字

-----------------------------------------------------

***客戶端：client***

socket ---- 創(chuàng)建套接字，兩者都要創(chuàng)建
connect ---- 主動連接服務(wù)器


write/read() ---- 發(fā)送/接收數(shù)據(jù)
close()      ---- 關(guān)閉套接字

3.網(wǎng)絡(luò)編程接口

1）socket()

作用：創(chuàng)建套接字
函數(shù)：
	#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
    #include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);

參數(shù)：
	domain：地址族：AF_INET:IPv4 internel protocol
	type：套接字類型
			SOCK_STREAM:流式套接字 TCP
			SOCK_DGRAM:數(shù)據(jù)報套接字 UDP
	protocol：0
返回值：
	成功：套接字文件描述符
	失?。?span id="n5n3t3z"    class="token operator">-1，并設(shè)置error

2）bind()

作用：綁定本機地址和端口
函數(shù)：
		#include <sys/types.h>          
       #include <sys/socket.h>
    
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

參數(shù)：
    sockfd：套接字文件描述符
    addr：地址結(jié)構(gòu)體
    addrlen：地址長度
返回值：
	成功：0
	失敗：-1，并設(shè)置error
    
地址結(jié)構(gòu)：
    struct sockaddr {  //通用地址
               sa_family_t sa_family;
               char        sa_data[14];
           }

    struct sockaddr_in { //IPv4地址結(jié)構(gòu)
               sa_family_t    sin_family; /* address family: AF_INET */
               in_port_t      sin_port;   /* port in network byte order */
               struct in_addr sin_addr;   /* internet address */
           };

          	 /* Internet address. */
      struct in_addr { //網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序
               uint32_t       s_addr;     /* address in network byte order */
           };


例如：
    //用IPv4結(jié)構(gòu)體
    struct sockaddr_in srvaddr;
	memset(&srvaddr,0,sizeof(srvaddr));
	srvaddr.sin_family = AF_INET;//指定地址族為IPv4的地址
	srvaddr.sin_port = htons(6666);//端口號
	srvaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.2.84");//將點分式的字符串轉(zhuǎn)化32位的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序

	bind(sockfd,(struct sockaddr*)&srvaddr,sizeof(srvaddr));

3）listen

作用：設(shè)置監(jiān)聽套接字
函數(shù)：
	#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
    #include <sys/socket.h>

    int listen(int sockfd, int backlog);
參數(shù)：	
    sockfd：套接字描述符
    backlog：監(jiān)聽隊列長度（>0）
返回值：
	成功：0
	失?。?span id="n5n3t3z"    class="token operator">-1，并設(shè)置error

4)accept()

作用：接收客戶端的連接，并生成通信套接字
函數(shù)：
    
		#include <sys/types.h>          /* See NOTES */       #include <sys/so
    
    cket.h>

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

參數(shù)：
    sockfd：套接字文件描述符
    addr：客戶端地址結(jié)構(gòu)體
    addrlen：客戶端地址長度
    當(dāng)不需要知道連接的客戶端是誰時，第2，3參數(shù)都可以設(shè)置NULL
返回值：
	成功：連接成功的通信套接字
	失?。?span id="n5n3t3z"    class="token operator">-1，并設(shè)置error

服務(wù)器套接字：
監(jiān)聽套接字(普通套接字轉(zhuǎn)為監(jiān)聽套接字)：用于監(jiān)聽、連接
通信套接字：用于通信（發(fā)送、接收）

/*===============================================
*   文件名稱：server.c
*   創(chuàng) 建 者：memories 
*   創(chuàng)建日期：2023年05月18日
*   描    述：
================================================*/
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>


int main(int argc, char *argv[])
{ 
    //1.創(chuàng)建套接字
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd<0)
    {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    printf("socket-----------------\n");
    //2.綁定本機地址和端口
     //用IPv4結(jié)構(gòu)體
    struct sockaddr_in srvaddr;
	memset(&srvaddr,0,sizeof(srvaddr));
	srvaddr.sin_family = AF_INET;//指定地址族為IPv4的地址
	srvaddr.sin_port = htons(5429);//端口號
	srvaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.2.84");//將點分式的字符串轉(zhuǎn)化32位的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序

	if(0 > bind(sockfd,(struct sockaddr*)&srvaddr,sizeof(srvaddr)))
    {
        perror("bind");
        return -1;
    }
    printf("bind-----------------\n");
    //3.設(shè)置監(jiān)聽套接字
    if(0>listen(sockfd,5))//必須寫大于1的整數(shù)
    {
        perror("listen");
        return -1;
    }
    printf("listen-----------------\n");
    //4.接受客戶端的連接，并生成通信套接字
    int connfd = accept(sockfd,NULL,NULL);
    if(connfd < 0)
    {
        perror("accept");
        return -1;
    }
    printf("accept-----------------\n");
    //5.與客戶端通信
    int ret;
    char buf[1024];
    while(1)
    {
        memset(buf,0,sizeof(buf));
        ret = read(connfd,buf,sizeof(buf));
        if(ret < 0)
        {
            perror("read");
            break;
        }
        else if(ret == 0)
        {
            printf("write close\n");
            break;
        }
        printf("recv:%s\n",buf);

        if(0 > write(connfd,buf,ret))
        {
            perror("write");
            return -1;
        }
    }
    //6.關(guān)閉套接字
    close(sockfd);
    close(connfd);
    return 0;
} 

/*===============================================
*   文件名稱：client.c
*   創(chuàng) 建 者：memories 
*   創(chuàng)建日期：2023年05月18日
*   描    述：
================================================*/
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
int main(int argc, char *argv[])
{ 
    //1.創(chuàng)建套接字
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd<0)
    {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    printf("sockfd:%d\n",sockfd);
    printf("socket------------\n");
    //2.主動連接服務(wù)器
    struct sockaddr_in sockst;
    sockst.sin_family = AF_INET;
    sockst.sin_port = htons(5429);
    sockst.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.2.84");
    int conn = connect(sockfd,(struct sockaddr*)&sockst,sizeof(sockst));
    if(conn <0)
    {
        perror("connect");
        return -1;
    }
    while(1)
    {
       char buf[1024]={0};
       fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
       write(sockfd,buf,strlen(buf));
       if(strncmp(buf,"quit",4)==0)
       {
           break;
       }
    }
    //3.關(guān)閉套接字通信
    close(sockfd);
    return 0;
} 

hqyj@ubuntu:~/5.18$ gcc client.c
hqyj@ubuntu:~/5.18$ ./a.out 
sockfd:3
socket------------
你好
?? 

hqyj@ubuntu:~/5.18$ gcc server.c
hqyj@ubuntu:~/5.18$ ./a.out 
socket-----------------
bind-----------------
listen-----------------
accept-----------------
recv:你好

recv:??

到了這里，關(guān)于socket套接字通信 TCP傳輸控制協(xié)議/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 5.18的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！