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linux 网络编程-基础篇

2015-11-27 1509

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简介：

#Socket简介

是一个编程接口
是一种特殊的文件描述符(everything in Unix is a file)
并不仅限于TCPIP协议
面向连接(Transmission Control Protocol - TCPIP)
无连接(User Datagram Protocol-UDP 和 Inter-Network Packet Exchange-IPX)

#Socket类型
流式套接字(SOCK_STREAM)
提供了一个面向连接，可靠的数据传输服务，数据无差错，无重复的发送且
按发送顺序接收。内设置流量控制，避免数据流淹没慢的接收方。数据被看作是
字节流，无长度限制
数据报套接字(SOCK_DGRAM)
提供无连接服务。数据包以独立数据包的形式被发送，不提供无差错保证，
数据可能丢失或重复，顺序发送，可能乱序接收
原始套接字(SOCK_RAW)
可以对较低层次协议如IP，ICMP直接访问

#IP地址
IP地址是Internet中主机的标识
Internet中的主机要与别的机器通信必须具有一个IP地址
IP地址为32位(IPV4)或者128位(IPV6)
每个数据包都必须携带目的IP地址和源IP地址，路由器依靠此信息为数据包
选择路由
表示形式：常用点分形式，如202.38.64.10,最后都会转换为一个32位的无符号
整数。

#IP地址的转换
inet_aton()
将strptr所指的字符串转换成32位的网络字节序二进制值
int inet_aton(const char *strptr, struct in_addr *addrptr);
inet_addr()
功能同上，返回转换后的地址
in_addr_t inet_addr(const char *strptr);
inet_ntoa()
将32位网络字节序二进制地址转换成点分十进制的字符串。
char *inet_ntoa(struct in_addr inaddr);

#端口号
为了区分一台主机接收到的数据包应该转交给哪个进程来进行处理，使用端口号
来区分
TCP端口号与UDP端口号独立(协议不同可以使用同一个端口)
三无组：协议，IP，端口
端口号一般由IANA(Internet Assigned Numbers Authority)管理
众所周知端口：1~1023(1~255之间为众所周知端口，256~1023端口通常由
UNIX系统占用
已登记端口：1024~49151
动态或私有端口：49152~65535

#字节序
不同类型CPU的主机中，内存存储多字节整数序列有两种方法，称为主机字节序(HBO):
小端序(little-endian)-低字节存储在低地址
将低字节存储在起始地址，称为"Little-Endian"字节序，Intel,AMD等
采用的是这种方式
大端序(big-endian)-高序字节存储在低地址
将高字节存储在起始地址，称为"Big-Endian"字节序，由ARM，Motorola
等所采用
网络中传输的数据必须按网络字节序，即大端字节序
在大部分PC机上，当应用进程将整数送入socket前，需要转化成网络字节序；当
应用进程从socket取出整数后，要转化成小端字节序

#字节序转换函数
把给定系统所采用的字节序称为主机字节序，为了避免不同类别主机之间在数据
交换时由于对于字节序的不用而导致的差错，引入了网络字节序
主机字节序到网络字节序：
u_long htonl(u_long hostlong);
u_short htons(u_short short);
网络字节序到主机字节序
u_long ntohl(u_long hostlong);
u_short ntohs(u_short short);

#网络编程相关API
int Socket(int domain, int type, int protocol);
int bind(int Sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen);
int listen(int sockfd, in backlog);
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, Socklen_t *addrlen);
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, Socklen_t addrlen);
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
　　　　　　　　const struct sockaddr *dest_addr, Socklen_t addrlen);
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
　　　　　　　　struct sockaddr *src_addr, Socklen_t *addrlen);
int shutdown(int sockfd, int how);

#command:
netstat -anpt

#地址结构的一般用法
1.定义一个struct sockaddr_in类型的变量并清空
struct sockaddr_in myaddr;
memset(&myaddr, 0, sizeof(myaddr));
2.填充地址信息
myaddr.sin_family = PF_INET;
myaddr.sin_port = htons(8888);
myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.100");
3.将该变量强制转换为struct sockaddr类型在函数中使用
bind(listenfd,(struct sockaddr *)&myaddr, sizeof(myaddr));

#地址转换函数
unsigned long inet_addr(const char *address);
int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
char *inet_ntoa(struct in_addr in);

socket流程图：

附：代码

client.c

//int socket(int domain, int type, int protocol);
//int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
//int listen(int sockfd, int backlog);
//int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
//uint16_t htons(uint16_t hostshort);
//int atoi(const char *nptr);
//in_addr_t inet_addr(const char *cp);
//void bzero(void *s, size_t n);
//int listen(int sockfd, int backlog);
//int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
//int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>//socket():bind();listen():accept();listen();accept();connect();
#include <sys/socket.h>//socket():bind();listen():accept();inet_addr();listen():accept();connect();
#include <arpa/inet.h>//htons();inet_addr():
#include <netinet/in.h>//inet_addr():
#include <strings.h>//bzero();
#include <stdlib.h>//atoi();exit();
#include <unistd.h>//close():
#include <string.h>

#define N 64

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc < 3)
    {
        printf("Using: %s ip port\n",argv[0]);
        exit(-1);
    }
    int sockfd;
    struct sockaddr_in myaddr,peeraddr;
    char buf[N] = {0};
    size_t n;
    socklen_t mylen,peerlen;
    mylen = sizeof(myaddr);
    peerlen = sizeof(peeraddr);
    /*  creat socket  */
    if(-1 == (sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)))
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    /* bind initialization */
    bzero(&myaddr,sizeof(myaddr));
    myaddr.sin_family = AF_INET;
    myaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])+1);
    myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    /*      bind      */
    if(-1 == bind(sockfd, (struct sockaddr *)&myaddr, mylen))
    {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }
    /*    connect    */
    bzero(&peeraddr, sizeof(peeraddr));
    peeraddr.sin_family = AF_INET;
    peeraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    peeraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    //connect(sockfd,(struct sockaddr *)&peeraddr, peerlen);
    while(1){
    fgets(buf, N, stdin);
    printf("buf:%s",buf);
    if(-1 == (n = sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&peeraddr, peerlen)))
    {
        perror("sendto");
        exit(-1);
    }
    if(strncmp(buf, "quit", 4) == 0)
            break;
    printf("n = %d\n",n);
    }
    close(sockfd);
    exit(0);
}

server.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>//socket():bind();listen():accept();listen();accept();connect();
#include <sys/socket.h>//socket():bind();listen():accept();inet_addr();listen():accept();connect();
#include <arpa/inet.h>//htons();inet_addr():
#include <netinet/in.h>//inet_addr():
#include <strings.h>//bzero();
#include <stdlib.h>//atoi();exit();
#include <unistd.h>//close():
#include <string.h>

#define N 64

typedef struct sockaddr SA;

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc < 3)
    {
        printf("Using: %s ip port\n",argv[0]);
        exit(-1);
    }

    int listenfd, connfd;
    struct sockaddr_in myaddr, peeraddr;
    char buf[N] = {0};
    size_t n;
    socklen_t mylen, peerlen;
    mylen = sizeof(myaddr);
    peerlen = sizeof(peeraddr);
    /*    create    socket    */
    if ((listenfd = (socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0))) < 0)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    /*    bind initialization    */
    bzero(&myaddr, mylen);
    myaddr.sin_family = PF_INET;
    myaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    inet_aton(argv[1], &myaddr.sin_addr);
    
    if(bind(listenfd,(SA *)&myaddr, sizeof(myaddr)) < 0)
    {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }
    /*    listen        */
    listen(listenfd, 5);
    /*    accept        */
    if(-1 == (connfd = accept(listenfd, (SA *)&peeraddr, &peerlen)))
    {
        perror("accept");
        exit(-1);
    }
    printf("connect from %s: %d\n",inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port));
    /*    recv-send    */
    while(1){
    n = recv(connfd, buf, N, 0);
    buf[n] = 0;
    printf("n = %d---%s\n",n,buf);
    if(0 == strncmp(buf,"quit",4))
　　　　break;
    send(connfd, buf, strlen(buf), 0);
    }
    close(connfd);
    close(listenfd);
    exit(0);
}

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