Linux網(wǎng)絡(luò)編程網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)

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1.網(wǎng)絡(luò)的歷史和協(xié)議的分成

2.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)促成了TCP/IP協(xié)議的產(chǎn)生

3.網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

4.TCP/IP協(xié)議族體系

5.網(wǎng)絡(luò)各層的協(xié)議解釋

6.網(wǎng)絡(luò)的封包和拆包

7.網(wǎng)絡(luò)預(yù)備知識(shí)? ? ?

1.網(wǎng)絡(luò)的歷史和協(xié)議的分成

Internet-"冷戰(zhàn)"的產(chǎn)物
1957年十月和十一月，前蘇聯(lián)先后歐兩顆”Spuinik”衛(wèi)星上天
1958年美國(guó)總統(tǒng)艾森豪威爾向美國(guó)國(guó)會(huì)提出建立DARPA，即國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署，簡(jiǎn)稱ARPA.1968年6月DARPA提出“資源共享計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”，目的在于讓DARPA的所有電腦互連起來(lái)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)就叫做ARPAnet，即“阿帕網(wǎng)”，是Internet的最早雛形。

2.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)促成了TCP/IP協(xié)議的產(chǎn)生

早期的ARPAnet使用網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議，不能互聯(lián)不同類型的計(jì)算機(jī)和不同類型的操作系統(tǒng)，沒(méi)有糾錯(cuò)功能

1973年有Rober Kahn 和 Vinton Cerf 兩人合作為ARPAnet開(kāi)發(fā)了新的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議

1974年12月兩人正式發(fā)表第一份TCP協(xié)議詳細(xì)說(shuō)明，但此協(xié)議在有數(shù)據(jù)包丟失時(shí)不能有效的糾正

TCP協(xié)議分成了兩個(gè)不同的協(xié)議:

用來(lái)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)傳輸中差錯(cuò)的傳輸控制協(xié)議TCP
專門負(fù)責(zé)對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP
從此TCP/IP協(xié)議誕生

1983年ARPAnet上停止使用NCP，互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)全部使用TCP/IP協(xié)議，TCP/IP協(xié)議成為Internet中的“世界語(yǔ)”。

3.網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)采用分而治之的方法設(shè)計(jì)，將網(wǎng)絡(luò)的功能劃分為不同的模塊，以分層的形式有機(jī)組合在一起
每層實(shí)現(xiàn)不同的功能，其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方法對(duì)外部其他層次來(lái)說(shuō)是透明的。每層向上層提供服務(wù)，同時(shí)使用下層提供的服務(wù)。
網(wǎng)終體系結(jié)構(gòu)即指網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)和每層所使用的協(xié)議的集合
兩類非常重要的體系結(jié)構(gòu):OSI和 TCP/IP。
OSI模型相關(guān)的協(xié)議已經(jīng)很少使用，但模型本身非常通用? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? OSI模型是一個(gè)理想化的模型，尚未有完整的實(shí)現(xiàn)
OSI模型共有七層
二層交換機(jī)，三層交換機(jī)

4.TCP/IP協(xié)議族體系

TCP/IP協(xié)議族體系是Internet事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
一共有四層

應(yīng)用層	Relnet,FTP,HTTP,DNS,SMTP等
傳輸層	TCP和UDP
網(wǎng)絡(luò)層	IP，ICMP和IGMP，端到端傳輸
網(wǎng)絡(luò)接口和物理層	以太網(wǎng)，令牌環(huán)網(wǎng)，F(xiàn)DDI，wifi,gps/2G/3G/4G，驅(qū)動(dòng)（屏蔽硬件差異）

5.網(wǎng)絡(luò)各層的協(xié)議解釋

1.網(wǎng)絡(luò)接口和物理層

?mac地址: 48位全球唯一，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的身份標(biāo)識(shí)

?ARP:地址解析協(xié)議，IP地址找到mac地址
?RARP:mac地址--找到P地址
?PPP協(xié)議: 撥號(hào)協(xié)議 (GPRS/3G/4G)

2.網(wǎng)絡(luò)層

?IP地址
?IP協(xié)議: Internet protocol(分為IPV4和IPv6)
?ICMP:Internet控制管理協(xié)議，Ping 命令屬于ICMP
?IGMP:Internet分組管理協(xié)議，廣播和組播

3.傳輸層

TCP: (Transfer Control protocol,傳輸控制協(xié)議) 提供面向連接的，一對(duì)一的可靠傳輸?shù)膮f(xié)議

數(shù)據(jù)無(wú)誤，數(shù)據(jù)不丟失，數(shù)據(jù)無(wú)失序
適用場(chǎng)景
適合對(duì)傳輸質(zhì)量要求較高，以及傳輸大量數(shù)據(jù)的通信
在需要可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合，通常適用TCP協(xié)議
?MSN/QQ等即時(shí)通訊軟件的用戶登錄賬號(hào)管理相關(guān)的功能通常采用TCP協(xié)議

UDP: (user Datagram Protocol,用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議) : 提供不可靠，無(wú)連接的傳輸協(xié)議

適用場(chǎng)景
發(fā)送小尺寸數(shù)據(jù) (如對(duì)DNS服務(wù)器進(jìn)行IP地址查詢時(shí))
在接收數(shù)據(jù)，給出應(yīng)答較困難的網(wǎng)終中適用UDP (如無(wú)線網(wǎng)絡(luò))
適合于廣播/組播式通信中MSN/QQ/Skype等即時(shí)通訊軟件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)文本通訊以及音視頻通常采用UDP協(xié)議流媒體VOD,VoIP,IPTV等網(wǎng)絡(luò)多媒體服務(wù)中通常采用UDP方式進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸? ? ? ? ?

SCTP: (Stream Control Transmission Protocol:流控制傳輸協(xié)議)，TCP的增強(qiáng)版，他能實(shí)現(xiàn)多主機(jī)多鏈路的通信。? ? ???

?4.應(yīng)用層 ? ? ? ? ? ?

網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)協(xié)議: HTTP/HTTPS0
郵件發(fā)送接收協(xié)議: POP3(收)/SMTP(發(fā))，IMAP(可接受郵件的一部分)
FTP: 文件傳輸協(xié)議
Telnet/ssh:遠(yuǎn)程登錄
嵌入式相關(guān)

NTP:網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘協(xié)議
SNMP:簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 (實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)涉及集中式管理)
RTP/RSTP:用于傳輸音視頻的協(xié)議 (安防監(jiān)控)? ? ? ? ?

6.網(wǎng)絡(luò)的封包和拆包

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TCP/IP協(xié)議下的數(shù)據(jù)包 Linux網(wǎng)絡(luò)編程網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí),網(wǎng)絡(luò)編程,Linux學(xué)習(xí)記錄,網(wǎng)絡(luò),linux,服務(wù)器

7.網(wǎng)絡(luò)預(yù)備知識(shí)? ? ?

1.socket

是一個(gè)編程接口，是一個(gè)特殊的文件描述符（對(duì)他執(zhí)行IO的操作函數(shù)，比如read,write,close等），并不僅限于TCP/IP協(xié)議，面向連接TCP，無(wú)連接UDP。? ?
socket代表網(wǎng)絡(luò)編程的一種資源? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

分類

1.流式套接字（SOCK_STREAM）。唯一對(duì)應(yīng)TCP 提供了一個(gè)面向連接，可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)，無(wú)重復(fù)的發(fā)送順序接收。內(nèi)射擊流量控制，避免數(shù)據(jù)流淹沒(méi)慢的接收方。數(shù)據(jù)被看作式字節(jié)流，無(wú)長(zhǎng)度限制。
2.數(shù)據(jù)包套接字（SOCK_DGRAM）。唯一對(duì)應(yīng)UDP 提供無(wú)連接服務(wù)器，數(shù)據(jù)包以獨(dú)立數(shù)據(jù)包的形式被發(fā)送，不提供無(wú)差錯(cuò)保證，數(shù)據(jù)可能丟失或重復(fù)，順序發(fā)送，可能亂序接收。
3.原始套接字（SOCK_RAW）。對(duì)應(yīng)多個(gè)協(xié)議，發(fā)送穿透了傳輸層可以對(duì)較低層次協(xié)議如IP，ICMP直接訪問(wèn)。

2.IP地址

IP地址是Internet中主機(jī)的標(biāo)識(shí)，Internet中的主機(jī)要與別的機(jī)器通信必須具有一個(gè)IP地址，IP地址為32 為（Ipv4）或者128位（Ipv6），每個(gè)數(shù)據(jù)包都必須攜帶目的IP地址和源IP地址，路由器依靠此信息為數(shù) 據(jù)包選擇路由
表示的形式：常用點(diǎn)分形式，如202.38.64.10，最后都會(huì)轉(zhuǎn)化成一個(gè)32位的無(wú)符號(hào)整數(shù)
mobileIPV6:local IP（本地注冊(cè)的IP），roma IP(漫游IP)

特殊IP地址

局域網(wǎng)IP： 192.XXX.XXX.XXX 10.XXX.XXX.XXX
廣播IP：xxx.xxx.xxx.255 255.255.255.255(全網(wǎng)廣播) 網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴
組播IP：224.xxx.xxx.xxx ~239.xxx.xxx.xxx

3.端口號(hào)

16位數(shù)字，1-65535
為了區(qū)分一臺(tái)主機(jī)接收到的數(shù)據(jù)包應(yīng)該轉(zhuǎn)交給哪個(gè)任務(wù)進(jìn)程處理，使用端口號(hào)來(lái)區(qū)別
預(yù)留端口，1-1023 (FTP:24,SSH:22,HTTP: 80,HTTPS :469)
保留端口: 1024-5000 (不建議使用)
可以使用的端口: 5000~65535
TCP端口號(hào)于UDP端口號(hào)獨(dú)立
網(wǎng)絡(luò)里的通信是由 IP地址+端口號(hào) 來(lái)決定的

4.字節(jié)序

字節(jié)序是指不同的CPU訪問(wèn)內(nèi)存中的多字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)候，存在大小端的問(wèn)題
如果CPU訪問(wèn)的是字符串，則不存在大小端問(wèn)題
一般來(lái)說(shuō)X86/ARM : 小端模式
?power/miop:arm作為路由時(shí)，大端模式
網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r(shí)候采用大端模式

字節(jié)轉(zhuǎn)換函數(shù)

把給定系統(tǒng)所采用的字節(jié)序稱為主機(jī)字節(jié)序，為了避免不同類別主機(jī)之間在數(shù)據(jù)交換時(shí)由于對(duì)于字節(jié)序的不同而導(dǎo)致的差錯(cuò)，引入了網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序。
主機(jī)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(jī)字節(jié)序
u_long ntohl(u_long hostlong);
u_short ntohs(u_short short);

IP地址的轉(zhuǎn)換

inet_aton()

????????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(jìn)制值

inet_addr()

????????功能同上，返回轉(zhuǎn)換后的地址僅適用于IPV4,出錯(cuò)時(shí)返回-1。

????????局限性：不能用于255.255.255.255的轉(zhuǎn)換

inet_ntoa()

????????將32位網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序二進(jìn)制地址轉(zhuǎn)換成點(diǎn)分十進(jìn)制的字符串

inet_pton()

????????int inet_pton(int af, const char* src ,void* dst)

????????將IPV4/IPV6 的地址轉(zhuǎn)換成binary格式

????????使用于IPV4/IPV6 能正確處理255.255.255.255的轉(zhuǎn)換問(wèn)題

????????參數(shù)：

????????1.地址協(xié)議族（AF_INET或AF_INET6）

????????2.src：是一個(gè)指針（填寫分點(diǎn)形式的IP地址（主要指IPV4））

????????dst:轉(zhuǎn)換的結(jié)果給到dst

inet_ntop(int af,const void *src,char *dst,socklen_t size)

????????把ipv4和ipv6的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序變成本地的字符串形式的IP地址

????????參數(shù)

????????1.af：地址協(xié)議族（AF_INET或AF_INET6）

????????2.src:是一個(gè)指針（32）

????????3.dst:輸出結(jié)果為32位點(diǎn)分形式的IP地址

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