Linux网络编程——预备知识

Posted 2020-11-25 朱果果

1.Socket

　1.1、socket是一个应用编程接口，是一种特殊的文件描述符（可对其执行IO操作，open、write、close）

　　一个文件描述符指向一个套接字，该套接字内部由内核借助两个缓冲区实现。

　1.2、socket代表网络编程的一种资源

    1.3、socket的类型

　　　　流式套接字（SOCK_STREAM）：唯一对应TCP

　　　　　　提供一个面向连接、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，内置流量控制，避免数据流

       　　　　淹没慢的接收方，数据流被看作字节流，无长度限制。

　　　　数据报套接字（SOCK_DGRAM）：唯一对应UDP

　　　　      提供无连接服务、数据包以独立数据包的形式发送，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_RAM）：对应多个协议，发送穿透了传输层

　　　　　　可以对较低层协议如IP、ICMP直接访问

 

2、IP地址

　2.1、IP地址是Internet中主机的1标识

　　— Internet中主机要与别的主机通信必须要有一个IP地址

　　— IP地址为32位（IPV4），或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

   2.2、表示形式

　　—常用点分形式，如196.128.1.2

　　—32位整数

　　特殊IP地址：

　　—局域网IP：192.xxx.xxx.xxx   10.xxx.xxx.xxx

　　—广播IP：xxx.xxx.xxx.255   255.255.255.255（全网广播）

　　—组播IP：224.xxx.xxx.xxx  ~  239.xxx.xxx.xxx

 

3.端口号

　　为了区分一台主机接收到的数据包应交由哪个任务进行处理，使用端口号来区别

　　TCP 端口号与UDP端口号独立

　　端口号一般由INAN（Internet assigned numbers authority）管理

　　—众所周知端口：1--1023（1~255为众所周知端口，256~1023端口通常有UNIX系统占用）

　　—注册端口：1024~50000

　　—动态或私有端口： 50000~65535

 

网络里的通信是由 IP地址 + 端口号来决定的

 

4.字节序

4.1 主机字节序

　 字节序是指 整数 在内存中保存的顺序，是指不同的CPU访问内存中的多字节数据时，存在大小端问题。

　（若CPU访问的是字符串，则不存在大小端问题。）

　 主机字节序（host-byte）指的是处理器存储数据的字节顺序。

　eg:   0X 12345678   （0X 高位------低位）

　 最常见的有两种：

　　1．Little endian：将低序字节存储在起始地址——LE

　　2．Big endian：将高序字节存储在起始地址  ——BE

　一般来说：

　　X86 / ARM ： 小端模式

　   Powerpc / mips：大端模式

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <arpa/inet.h>
 3  
 4 int main(){
 5  
 6                 unsigned long a = 0x12345678;
 7                 unsigned char *p = (unsigned char *)(&a);
 8  
 9                 printf("主机字节序:%0x    %0x   %0x   %0x\\n",  p[0], p[1], p[2], p[3]);
10  
11                 unsigned long b = htonl(a);  //将主机字节序转化成了网络字节序
12                 
13                 p = (unsigned char *)(&b);
14  
15                 printf("网络字节序:%0x    %0x   %0x   %0x\\n",  p[0], p[1], p[2], p[3]);
16                 return 0;
17         } 
18 ————————————————
19 源程序链接：https://blog.csdn.net/msdnwolaile/article/details/50727653

验证主机大小端

 

4.2  网络字节序

　　网络字节序（network-byte）指的是网络编程时，存储数据的字节顺序。在网络编程时用到的IP地址和端口号都需要网络字节序。

　　TCP/IP协议规定，网络数据流应采用大端字节序，即低地址高字节

　　与“主机字节序”相反，网络字节序将数据的重要部分保存在低地址，不重要的部分保存到高地址。

　　由于不同机器采用的字节序大小端可能不同，所以在传输数据的过程中，中间需要一个标准化的数据格式即网络字节序。

　　a的固有数据存储-------标准化--------转化成b的固有格式  ——>    a的主机字节序----------网络字节序 ---------b的主机字节序

　　

4.3  转换函数

　　可以通过一系列的函数实现主机字节序和网络字节序之间的转换。

　　函数中的h表示主机host，n表示网络networ，l表示长整形long，s表示短整形short。

1 /****主机字节序--->网络字节序****/
2 uing16_t htons(uint16_t short);  
3 uint32_t htonl(uint32_t hostlong);   
4 
5 /****网络字节序---->主机字节序****/
6 uint16_t ntohs(uint16_t netshort);    
7 uint32_t ntohl(uint32_t netlong);     

 

　　IP地址转换函数：

 1 #include <arpa/inet.h>
 2 
 3 in_addr_t inet_addr(const char *cp);
 4 //net_addr的参数是一个：点分十进制字符串，返回的值为一个32位的二进制网络字节序的IPv4地址，不然的话就是：INADDR_NONE
 5 //特点：  1、仅适用于IPV4
 6 //           2、出错返回-1
 7 //           3、此函数不能用于255.255.255.255的转换
 8 
 9 int inet_pton(int af, const char *src, void *dst) ;
10 //参数：    af---地址协议族（AF_INST和AF_INET6）
11 //            src--是一个指针（填写点分形式的IP地址，IPV4）
12 //            dst--转换的结果给dst
13 //特点：   1、适应于IPV4和IPV6
14 //            2、能正确处理255.255.255.255的转换
15 //            
16 inet_ntop();

 

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <arpa/inet.h>
 3  
 4 int main()
 5 {
 6         struct in_addr ipaddr;
 7         unsigned long addr = inet_addr("192.168.1.100");
 8         printf("addr = %u\\n", ntohl(addr));
 9  
10         ipaddr.s_addr = addr;
11         printf("%s\\n", inet_ntoa(ipaddr));      
12         return 0;       
13 }
14 ————————————————
15 源程序：
16 https://blog.csdn.net/msdnwolaile/article/details/50727653

结果：