Linux网络编程基础

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Linux网络编程基础相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1. Linux网络模型

① OSI七层模型和Linux四层模型

② 各种协议之间的关系及在Linux模型中的位置

③ 协议封装:各种协议处于一种层层封装的关系

 

(1)Ethernet

(2)IP

  * IP主要有四个主要功能:数据传送,寻址,路由选择,数据报分段

  * IP的主要目的是为数据输入、输出网络提供基本算法,为高层协议提供无连接的传送服务

  * IP包由IP协议头和协议数据两部分构成

(3)TCP

  * TCP是重要的传输层协议,目的是允许数据同网络上的其他节点进行可靠的交换。他能提供端口编号的译码,以识别主机的应用程序,而完成数据的可靠传输

  * TCP协议具有严格的内装差错检验算法确保数据的完整性

  * TCP是面向字节的顺序协议,这意味着包内每个字节被分配一个顺序号,并分配给每包一个顺序号

(4)UDP

  * UDP也是传输层协议,他是无连接的不可靠的传输服务(执行速度比TCP快)

 

2. Linux中的网络编程由Socket实现,Socket是一种文件描述符

① Socket三种类型

(1)流式套接字(SOCK_STREAM):可以提供可靠的、面向连接的通讯,它使用TCP协议。TCP协议保证了数据传输的正确性和顺序性

(2)数据报套接字(SOCK_DGRAM):定义了一种无连接的服务,数据通过相互独立的报文进行传输,是无序的并且不保证可靠、无差错,它使用数据报协议UDP

(3)原始套接字(SOCK_RAW):允许使用IP协议,主要用于新的网络的测试

② 网络地址

(1)sockaddr:在头文件#include <sys/socket.h>中定义,缺陷是sa_data把目标地址和端口信息混在一起

struct sockaddr {  
    sa_family_t sin_family;//地址族
    char sa_data[14]; //14字节,包含套接字中的目标地址和端口信息               
}; 

(2)sockaddr_in:在头文件#include<netinet/in.h>或#include <arpa/inet.h>中定义,该结构体解决了sockaddr的缺陷,把port和addr 分开储存在两个变量中

struct sockaddr_in {
    sa_family_t        sin_family;        //地址族(Address Family)
    uint16_t        sin_port;        //16位TCP/UDP端口号
    struct in_addr    sin_addr;        //32位IP地址
    char            sin_zero[8];    //不使用
};

(3)sockaddr和sockaddr_in长度一样,都是16个字节,即占用内存大小一致,因此可以相互转化。sockaddr_in用于socket定义和赋值;sockaddr用于函数参数

③网络字节序(Big Endian【低位先传、高位后传】)

(1)htons:把unsigned short(2byte)类型从主机序转换到网络序

(2)htonl:把unsigned long(4byte)类型从主机序转换到网络序

(3)ntohs:把unsigned short(2byte)类型从网络序转换到主机序

(4)ntohl:把unsigned long(4byte)类型从网络序转换到主机序

 

3. TCP网络设计

 https://www.cnblogs.com/wulei0630/p/9469276.html

 

4. UDP网络设计

 https://www.cnblogs.com/wulei0630/p/9469407.html

 

5. 循环服务器与并发服务器

① 循环服务器:服务器在同一时刻只能响应一个客户端的请求

② 并发服务器:服务器在同一时刻可以响应多个客户端的请求

③ 并发服务器的思想是每一个客户的请求并不由服务器直接处理,而是由服务器创建一个子进程来处理

 https://www.cnblogs.com/wulei0630/p/9479138.html

 

6. Linux网络编程常用函数原型及参数与功能详细介绍

① int socket(int domain, int type, int protocol)

功能:用来建立一个新的socket,也就是向系统注册、通知系统建立一通信端口

domain:指定使用何种协议类型,AF_INET(Ipv4网络协议)、AF_INET6(Ipv6网络协议)

type:套接字类型,SOCK_STREAM(提供双向连接且可靠的数据流)、SOCK_DGRAM(使用不连续不可信赖的数据包连接)

protocol:用来指定socket所使用的传输协议编号,通常设为0即可

 

② int bind(int sockfd, const struct sockaddr* addr, socklent_t len)

功能:将IP地址端口等信息绑定到套接字

 

③ int connect(int sockfd, cosnt struct sockaddr* addr, socklent_t len)

功能:在请求服务的进程套接字(客户端)和提供服务的套接字(服务器)之间建立一个连接

 

④ int listen(int sockfd, int backlog)

功能:等待连接

 

⑤ int accept(int sockfd, struct sockaddr* restrict addr, socklent_t * restrict len)

功能:获得连接请求并建立连接

 

⑥ ssize_t send(int sockfd, const void* buf, size_t nbytes, int flag)

功能:发送数据

 

⑦ ssize_t recv(int sockfd, void* buf, size_t nbytes, int flag)

功能:接收数据

 

⑧ssize_t sendto(int sockfd, const void* buf, size_t nbytes, int flags, const struct sockaddr* destaddr, socklen_t destlen)

功能:向指定的地址发送数据

 

⑨ ssize_t recvfrom(int sockfd, void* restrict buf, size_t len, int flags, struct sockaddr* restrict addr, socklen_t* restrict addrlen)

功能:从指定的地址接收数据

以上是关于Linux网络编程基础的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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