系统与网络编程
OSI模型
- 应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层
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socket
- 在网络编程中经常会接触到套接字，即socket，他是通过标准unix文件描述符和其他程序通信的一个方法
- 一个完整的socket有一个本地唯一的socket号，由操作系统分配。
- 直观的描述：
- socket实际上提供了进程通信的端点，进行通信之前，双方必须先各自创建一个端点，否则无法进行通信。
- 两设备连接时产生的关联
{协议，本地地址，本地端口，远程地址，远程端口}
- 套接字的类型：
- 流式套接字(SOCK_SREAM),数据报套接字(SOCK_DGRAM),原始套接字。
- 流式套接字
-
提供可靠地，面向连接的通讯流(TCP)
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-
- 数据报套接字
-
无序传输且不保证可靠(UDP)
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-
- 原始套接字
link
socket使用
- struct sockaddr：用来存储套接字的地址(通用套接字地址)
struct sockaddr
{
unsigned chort sa_family;//address簇，AF_XXX;
char sa_data[14];/*14byte的协议地址*/
}
- 一般来说，sa_family都是"AFINET"
- SA_DATA包含了一些远程电脑的地址，端口，套接字的数目，它里面的数据是融合的。
- struct sockaddr_in:struct sockaddr_in(in 代表Internet)(网际套接字地址)
struct sockaddr_in
{
short int sin_family;//internet地址族
unsigned short int sin_port;//端口号
struct int_addr sin_addr;//internet地址
unsigned char sin_zero[8];//添0(和struct sokcaddr一样大小)
}
- struct in_addr
//因特网地址
struct in_addr
{
unsigned long s_addr;
};
- 使用sockaddr的时候要把sin_zero全部设成0值。使用bzero或memset
转换函数
- htons()：将一个短型数据从主机字节顺序转换到网络字节顺序(无符号短型)
- htonl():将一个短型数据从主机字节顺序转换到网络字节顺序(无符号长型)
- ntohs():网络字节转为主机字节顺序(无符号短型)
- ntohl():网络字节转为主机字节顺序(无符号长型)
IP地址转换
- inet_addr与inet_ntoa
struct sockaddr_in ina;
ina.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.16.1");//存储ip
printf("%s",inet_ntoa(ina.sin_addr));//读取出ip地址
inet_ntoa每次调用都会改变函数结果
char *a1,*a2;
a1=inet_ntoa(ina1.sin_addr);//"192.168.16.1"
a2=inet_ntoa(ina2.sin_addr);//"192.168.16.2"
printf("address 1:%s\n",a1);
printf("address 1:%s\n",a1);
结果会显示：
address 1:192.168.16.2
address 2:192.168.16.2
基本套接字的使用
- socket(),blind(),connect(),listen(),accept(),等......
- 格式
- int socket(int domain, int type, int protocol);
- 取得套接字描述符，其实就是一个文件描述符
- 参数描述
- domain参数需要被设置成AF_INET
- type告诉内核这个socked是什么类型
- 参数见man，protocol设置为0。
- int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
- 指定一个套接字使用的端口
- 参数描述
- sockfd是由socket()函数返回的套接字描述符；
- my_addr是一个指向struct sockaddr的指针，包含名称，端口，IP地址；
- addrlen可以设置为sizeof(struct sockaddr)
#include <string.h>
include <stdio.h>
include <sys/types.h>
include <sys/socket.h>
include <errno.h>
include <netinet/in.h>
include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h>define MYPORT 4000
//因特网地址
/struct in_addr
{
unsigned long s_addr;
};
struct sockaddr_in
{
short int sin_family;//internet地址族
unsigned short int sin_port;//端口号
struct in_addr sin_addr;//internet地址
unsigned char sin_zero[8];//添0(和struct sokcaddr一样大小)
};/
int main()
{
int sockfd;
struct sockaddr_in my_addr;
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd==-1)
{
perror("socket");
return -1;
}
my_addr.sin_family=AF_INET;
my_addr.sin_port=htons(0);
my_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);//使用自己的IP
bzero(&(my_addr.sin_zero),8);
int ret=-1;
ret=bind(sockfd,(struct sockaddr *)&my_addr,sizeof(struct sockaddr));
if(ret==-1)
{
perror("errno");
return -1;
}
printf("%s\n",inet_ntoa(my_addr.sin_addr));
}- int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen); - 网络连接部分函数 - 参数说明： 1. sockfd:套接字文件描述符，由socket()函数返回形成的 2. addr：一个存储远程计算机的IP地址和端口信息的结构 3. addrlen：sizeof(struct sockaddr) - 使用connect函数并不需要bind指定端口。 - int listen(int sockfd, int backlog); - listen是等待别人连接进行系统侦听的函数 - 参数说明： 1. sockfd:是一个套接字描述符，由socket()系统调用获得 2. backlog是未经过处理的连接请求队列可容纳的最大数目 > **每个请求都要进入一个连入请求队列，等待listen的程序调用accept(),当系统还没用accept的时候，本地能等待的最大数目就是backlog的数值，在调用listen之前要用bind指定端口** - int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); - accept讲解 1. 有人从遥远的尝试调用connect()来连接你的机器上的某个端口，(自己的机器是在listen状态) 2. 他的连接将会被listen加入等待队列等待accept()，等待队列的最大数目由listen的backlog来决定 3. 调用accept()告诉计算机准备连接 4. accept返回一个新的套接字描述符，该描述符代表这个连接。 - 参数含义 1. sockfd:是正在向listen(的一个套接字描述符) 2. addr:一般是一个纸箱struct addr_in的结构指针，存储着远方到来计算机的信息(比如计算机的IP地址和端口) 3. addrlen:是一个本地的整型数值，在他地址传给accept()之前他是一个sizeof(struct sockaddr_in) - int socket(int domain, int type, int protocol);
客户端与服务器端流式套接字
- client端程序
#include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<stdio.h> #include<string.h> #include<netinet/in.h>//struct sockaddr_in int main(void) { int sockfd=-1; //创建socket描述符，用于监听接受客户端的连接 //AF_INET:ipv4 //SOCK_STREAM:tcp协议 sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);////取得一套接字描述符 if(sockfd==-1) { perror("socket");//失败则给出失败信息 return -1; } int ret=-1; struct sockaddr_in serverAddr; //服务器的地址 serverAddr.sin_family=AF_INET;//主机字节顺序 serverAddr.sin_port=htons(8888);//网络字节 serverAddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//将整型转换成IP bzero(&(serverAddr.sin_zero),8);//将剩余空间清零 ret=connect(sockfd,(struct sockaddr *)&serverAddr,sizeof(serverAddr));//连接服务器 if(-1==ret) { perror("connect"); return -1; } //rver ip while(1) { char caBuf[32]={'\0'}; scanf("%s",caBuf); write(sockfd,caBuf,strlen(caBuf)); /* write(sockfd,"hello nidaye",12); char caBuf[32]={'\0'}; read(sockfd,caBuf,sizeof(caBuf)); printf("%s\n",caBuf); */ } return 0; }
程序仅能实现服务器端与客户端的连接消息通信，也可以实现在两台电脑之间的通信，一台作为服务器，不能消息群发。
