socket网络编程

1、什么是计算机网络？

  多个计算机进行通信--->计算机网络。

2、计算机通信的复杂度

  (1)、传输信息的复杂度(种类、内容)；

  (2)、信息的数量

  (3)、传输距离(干扰...)

  (4)、信息的安全问题

  (5)、计算机体系的完整性和封闭性。

  既要保证计算机的封闭性，又要达成计算机的通信。

3、ip地址

  (1)、IP地址是有限的，需要一种方式将IP地址复用。

  (2)、IP地址的复用导致了数据传递的复杂性(ATM，存储转发机制；路由机制)。

  (3)、IP地址过于抽象不方便使用，于是给出了IP地址的人文化转义：域名。

  (4)、域名只能代表一个IP网络地址，于是就只能代表一个网络上的节点实体。

  (5)、实际上访问节点的时候，本质上使用的是IP地址，所以就需要将域名转化为IP地址(DNS...)

4、IP地址的分类

  (1)、IPv4地址是4字节的，中间以 . 划分；IPv6地址是16字节的；

  规定：在IP地址划分上，一般不取全0/全1;

  IP一般分为5类；

  Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ，一般常用的IP地址为A类，B类，C类；

A类IP：第一个字节是以0开头  0000 0000--->0111 1111  0~127

B类IP：第一个字节是以10开头  1000 0000--->1011 1111  128~191 

C类IP：第一个字节是以110开头   1100 0000--->1101 1111  192~223

  (2)、子网掩码：就是将网络号设置为1，主机号设置为0(对每一个字节的位进行设置)；

  例：C类IP地址，3个字节网络号和一个字节的主机号；

  1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000

     255       .     255     .      255     .     0

  (3)、子网划分：此时就存在C类地址的子网掩码不一定总是255.255.255.0;

  这还的看C类IP下面有没有子网划分，

  有子网划分的话，最后一个字节，也就是主机号可能为2段(01/10)、4段(00/01/10/11)

  例：192.168.3.11xx xxxx  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000

  此时对应的子网掩码为：255.255.255.192

  (4)、IOS和TCP/IP

模型分析

  (5)、端口号

  port：唯一标识应用程序的编号；

  我们之间通过QQ、微信、邮箱进行收发数据时，没有导致数据的错乱接收，是怎么做到的呢？又是怎么一一对应找到的呢？

  ：通过端口号，识别了电脑上的某一应用程序，也就是找对应的编号。

  我们在进行数据的发送时：首先通过IP寻找物理计算机，在根据port，寻找对应的应用程序。

  (6)、TCP和UDP

  UDP属于TCP/IP体系中的一部分。

  TCP协议和UDP协议都属于传输层协议。

  TCP协议：

  i>、面向连接的传输协议、可靠的、同步的；

  ii>、面向连接的网络传输特点：a、需要有一方主动的建立连接，另一方接收连接请求；b、只有建立了连接之后才能够进行数据的传输；c、当数据传输完毕之后，就需要释放连接，由连接的两端来共同决定连接是否保持。

  UDP协议：

  a、面向无连接的：即就是在进行数据传输的时候，不需要预先创建一个连接；

  b、不可靠的：无法知道发送的数据是否能够到达目的，也无法知道什么时候能够到达目的。

  c、异步的：

  (7)、TCP的三次握手、四次挥手

  TCP------->至少3次握手(最后一次防止误按，2次的话，有可能死锁)；    : 打电话模型

  模型分析

  TCP-------->4次挥手。  模型：男女朋友分手模型

  通过IP，只能保证物理上的连通，至于收发数据的形式是什么，都不归它管。

  127.0.0.1：本机回送地址，可作为测试本机使用，不安装网卡也是可以ping通的。

5、TCP的编程实现

  基础的socket编程对TCP的就是下面的步骤：

(1)、模型分析

(2)、代码实现

utili.h

#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<string.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> #define SERVER_PORT 9090 #define SERVER_IP  "127.0.0.1" #define LISTEN_QUEUE    5 #define BUF_SIZE    255

服务器端代码：

#include"utili.h" //TCP int main(void){     int sockSer = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);      if(sockSer == -1){         perror("socket");         return -1;      }        struct sockaddr_in addrSer, addrCli;     addrSer.sin_family = AF_INET;     addrSer.sin_port = htons(SERVER_PORT);     addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);     int yes = 1;     setsockopt(sockSer, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)); //地址、端口的重用     socklen_t len = sizeof(struct sockaddr);     int res = bind(sockSer, (struct sockaddr *)&addrSer, len);     if(res == -1){         perror("bind");         close(sockSer);         return -1;      }        res = listen(sockSer, LISTEN_QUEUE);     if(res == -1){         perror("listen");         close(sockSer);         return -1;     }     int sockConn;     char sendbuf[BUF_SIZE];     char recvbuf[BUF_SIZE];     while(1){         sockConn = accept(sockSer, (struct sockaddr *)&addrCli, &len);         if(sockConn == -1){             continue;         }else{             printf("Server Accept Client Connect OK\n");         }         printf("Ser :>");         scanf("%s", sendbuf);         if(strncmp(sendbuf, "quit", 4) == 0)             break;         send(sockConn, sendbuf, strlen(sendbuf)+1, 0);         recv(sockConn, recvbuf, BUF_SIZE, 0);         printf("Cli :>%s\n", recvbuf);         }     close(sockSer);     return 0; }

客户端代码：

#include"utili.h" //TCP int main(void){     int sockCli = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);      struct sockaddr_in addrSer;     addrSer.sin_family = AF_INET;     addrSer.sin_port = htons(SERVER_PORT);     addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);     struct sockaddr_in addrCli;     addrCli.sin_family = AF_INET;     addrCli.sin_port = htons(7070);     addrCli.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.155");     int yes = 1;     setsockopt(sockCli, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)); //地址、端口的重用     socklen_t len = sizeof(struct sockaddr);     int res = bind(sockCli, (struct sockaddr *)&addrCli, len);     if(res == -1){         perror("bind");         close(sockCli);         return -1;      }        res = connect(sockCli, (struct sockaddr*)&addrSer, len);     if(res == -1){         perror("connect");         close(sockCli);         return -1;     }else{         printf("Client Connect Server ok\n");     }     char sendbuf[BUF_SIZE];     char recvbuf[BUF_SIZE];     while(1){         connect(sockCli, (struct sockaddr*)&addrSer, len);         recv(sockCli, recvbuf, BUF_SIZE, 0);         printf("Ser :>%s\n", recvbuf);         printf("Cli :>");         scanf("%s", sendbuf);         if(strncmp(sendbuf, "quit", 4) == 0)                 break;         send(sockCli, sendbuf, strlen(sendbuf)+1, 0);     }     close(sockCli);     return 0; }

(3)、运行结果

6、UDP的编程实现

  基础的socket编程对UDP的就是下面的步骤：

(1)、模型分析

(2)、代码实现

utili.h

#include<unistd.h> #include<stdio.h> #include<string.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> #define SERVER_PORT  9090 #define SERVER_IP    "127.0.0.1" #define LISTEN_QUEUE  5 #define BUFFER_SIZE   255

服务器端代码：

#include"utili.h" int main(){     int sockSer = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);      if(sockSer == -1){         perror("socket");         return -1;      }        struct sockaddr_in addrSer, addrCli;     addrSer.sin_family = AF_INET;     addrSer.sin_port = htons(SERVER_PORT);     addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);     socklen_t len = sizeof(struct sockaddr);     int res = bind(sockSer, (struct sockaddr*)&addrSer, len);     if(res == -1){         perror("bind");         close(sockSer);         return -1;      }        char sendbuf[BUFFER_SIZE];     char recvbuf[BUFFER_SIZE];     while(1){         recvfrom(sockSer, recvbuf, BUFFER_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&addrCli, &len);         printf("Cli:>%s\n",recvbuf);                  printf("Ser:>");         scanf("%s",sendbuf);         if(strncmp(sendbuf, "quit", 4) == 0){             break;         }         sendto(sockSer, sendbuf, strlen(sendbuf)+1, 0, (struct sockaddr*)&addrCli, len);     }     close(sockSer);     return 0; }

客户端代码：

#include"utili.h" int  main(){     int sockCli = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);      if(sockCli == -1){         perror("socket");         return -1;      }        struct sockaddr_in addrSer;     addrSer.sin_family = AF_INET;     addrSer.sin_port = htons(SERVER_PORT);     addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);     char sendbuf[BUFFER_SIZE];     char recvbuf[BUFFER_SIZE];     socklen_t  len = sizeof(struct sockaddr);     while(1){         printf("Cli:>");         scanf("%s",sendbuf);         if(strncmp(sendbuf, "quit", 4) == 0){              break;         }            sendto(sockCli, sendbuf, strlen(sendbuf)+1, 0, (struct sockaddr*)&addrSer, len);         recvfrom(sockCli, recvbuf, BUFFER_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&addrSer, &len);         printf("Ser:>%s\n",recvbuf);     }     close(sockCli);     return 0;       }

(3)、运行结果

服务器端截图

客户端截图

  服务端的套接字总领全局，不与任何客户端进行通信，为每一个新的客户端所分配一个新的套接字，进行通信。

  LISTEN_QUEUE：等待队列的大小(最多等待多少队列)；

  UDP：必须先知道服务器在哪。