网络编程基础之TCP编程学习（一）

 

网络编程基础了解

socket套接字

socket是一种通讯机制，它包含一整套的调用接口和数据结构的定义，他给应用程序提供了使用如tcp/udp等网络通讯的手段。

linux中的网络编程通过socket接口实现，socket既是一种特殊的io，提供对应的文件描述符。一个完整的socket都有一个相关描述{协议，本地地址，本地端口，远程地址，远程端口};每个socket有一个本地唯一socket，由操作系统分配。

定位某个计算机用ip，定位某个服务用端口。

创建socket

#include <sys/socket.h>

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

返回：成功返回描述符，出错返回-1

(详细可以利用 指令 man socket 查看)

参数解释

domain

　　af_inet　　  ipv4因特网域

　　af_inet6　   ipv6因特网域

　　af_unix　     unix域

　　af_unspec  未指定

protocol

　　通常为0,表示按给定的域和套接字类型选择默认协议。

type（指定采用何种协议）

　　sock_stream 　　采用tcp协议（流式的套接字可以提供可靠的面向连接的通信流）

　　sock_dgram　　  采用udp协议（数据报套接字）

　　sock_raw　　　　主要用于新的网络协议实现的测试。

　　sock_seqpacket 长度固定、有序、可靠的面向连接报文传递

　　一般采用前两种方式。。。。。。。

 

字节序

字节序分为大端和小端字节序

大端字节序：高字节在前，低字节在后

小端字节序：低字节在前，高字节在后

 不同体系采用不同的字节序

网络字节序：在网络中使用的字节序称为网络字节序，采用大端字节序。

 

字节序的转换函数

网络传输的数据一定要统一顺序,所以需要字节序转换

uint32_t htonl(uint32_t hostlong); 将一个32位整数由主机(host)字节序转换成网络(network)字节序

uint16_t htons(uint16_t hostshort); 将一个16位整数由主机(host)字节序转换成网络(network)字节序

uint32_t ntohl(uint32_t netlong); 将一个32位整数由网络(network)字节序转换成主机(host)字节序

uint16_t ntohs(uint16_t netshort); 将一个16位整数由网络(network)字节序转换成主机(host)字节序

 

地址结构

通用地址结构

#include <sys/socket.h>

struct sockaddr{

　　unsigned short sa_family;  　　//internet地址族，af_xxx

　　char sa_data[14];　　　　　　//14bytes的协议地址

}

//一般不用

 

因特网地址结构

struct in_addr{

　　in_addr_t s_addr;　　　　//ipv4地址

};

struct sockaddr_in{

　　short int sin_family;　　　　　　//internet地址族如af_inet（主机字节序）

　　unsigned short int sin port;　　  //端口号，16位值（网络字节序）将数据转换之后赋值

　　struct in_addr sin_addr;　　　   //internet地址，32位ipv4地址（网络字节序）要将点分十进制转换成网络字节序，转化函数如下

　　unsigned char sin_zero[8];　　  //添0（为了格式对其的填充位）

};

 

点分十进制转、网络字节序转换函数

#include <arp/inet.h>//头文件

const char *inet_ntop(int domain, const void *restrict addr, char *restrict str, socklen_t size);

返回：成功返回地址字符串指针，出错返回null

功能：网络字节序转换成点分十进制 如：127.0.0.1

 

int inet_pton(int domain, const char *restrict str, void *restrict addr);

返回：成功返回1, 无效格式返回0, 出错返回-1

功能：点分十进制转换成网络字节序

（详情可利用指令 man inet_pton 查看函数）

参数

domain:inter 地址族，如af_inet

addr: internet地址，32位ipv4地址（网络字节序）

str:地址字符串（点分十进制）指针

size:地址字符串大小

 

案例

struct sockaddr_in sockin;　　　　//定义一个结构体

char buff[16];

memset(&sockin, 0, sizeof(sockin));

sockin.sin_family = af_inet;　　　　//地址族

sockin.sin_port = htons((short)8888); //端口号，必须是网络字节序

//填充sin_addr 需要将点分十进制转换为网络字节序

if(inet_pton(af_inet,"127.0.0.1",&sockin.sin_addr.s_addr) <= 0)

{

　　//进行错误处理

}

printf("%s\n",inet_ntop(af_inet, &sockin.sin_addr.s_addr, buff, sizeof(buff)));

 

tcp编程模型

客户端调用序列

　　调用socket函数创建套接字

　　调用connect连接服务器端

　　调用i/o函数（read/write）与服务器端通讯

　　调用close关闭套接字

服务器端调用序列

　　调用socket函数创建套接字

　　调用bind绑定本地地址和端口

　　调用listen启动监听

　　调用accept从已经连接的队列中提取刻苦连接

　　调用i/o函数（read/write）与客户端通讯

　　调用close关闭套接字

 

 

相关函数

　套接字与地址绑定

　　绑定地址

　　#include <sys/socket.h>

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

　　返回：成功返回0,出错返回-1;

　　

　　查找绑定到套接字的地址

　　#include <sys/socket.h>

　　int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *restrict addr, socklen_t *restrict alenp);

　　返回：成功返回0，出错返回-1

 

　　获取对方地址

　　#include<sys/socket.h>

　　int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *restrict addr, socklen_t *restrict alenp);

　　返回：成功返回0,出错返回-1

 

　建立连接

　　服务器端

　　#include <sys/socket.h>

　　int listen(int sockfd, int backlog);

　　backlog 指定进行客户端连接排队的队列长度。

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

 

　　客户端

　　#include <sys/socket.h>

　　int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t len);

 

 

 

下一节，编写一个简单的tcp程序