标签：11 UDP addr IP TCP 2021 2022 主机 接字

TCP/IP和网络编程

本章论述了TCP/IP和网络编程，分为两个部分。第一部分论述了TCP/IP协议及其应用，具体包括TCP/IP栈、IP地址、主机名、DNS、IP数据包和路由器;介绍了TCP/IP网络中的UDP和TCP协议、端口号和数据流;阐述了服务器-客户机计算模型和套接字编程接口;通过使用UDP和TCP套接字的示例演示了网络编程。第一个编程项目可实现一对通过互联网执行文件操作的TCP服务器-客户机，可让用户定义其他通信协议来可靠地传输文件内容。
本章的第二部分介绍了Web和CGI编程，解释了HTTP编程模型、Web页面和Web浏览器;展示了如何配置Linux HTTPD服务器来支持用户Web页面、PHP和CGI编程;阐释了客户机和服务器端动态Web页面;演示了如何使用PHP和CGI创建服务器端动态Web页面。第二个编程项目可让读者在Linux HTTPD服务器上通过CGI编程实现服务器端动态Web页面。

网络编程简介

TCP/IP协议、UDP和TCP协议、服务器-客户机计算、HTTP和Web页面、动态Web页面的PHP和CGI编程

TCP/IP协议

TCP/IP (Comer 1988, 2001; RFC1180 1991 )是互联网的基础。TCP代表传输控制协议。 IP代表互联网协议。目前有两个版本的IP,即IPv4和IPv6o IPv4使用32位地址，IPv6则 使用128位地址。本节围绕IPv4进行讨论，它仍然是目前使用最多的IP版本。TCP/IP的 组织结构分为几个层级，通常称为TCP/IP堆栈

IP主机和IP地址

主机是支持TCP/IP协议的计算机或设备。每个主机由一个32位的IP地址来标识。为了方便起见32位的IP地址号通常用点记法表示，例如:134.121.64.1，其中各个字节用点号分开。主机也可以用主机名来表示，如dnsleecwsuedu。实际上，应用程序通常使用主机名而不是IP地址。在这个意义上说，主机名就等同于IP地址，因为给定其中一个，我们可以通过DNS(域名系统)(RFC1341987RFC10351987)服务器找到另一个，它将IP地址转换为主机名，反之亦然。
IP地址分为两部分，即NetworkID字段和HostID字段。根据划分，IP地址分为A~F类。例如，一个B类IP地址被划分为一个16位NetworkID，其中前2位是10，然后是一个16位的HostID字段。发往IP地址的数据包首先被发送到具有相同networkID的路由器。路由器将通过HostID将数据包转发到网络中的特定主机。每个主机都有一个本地主机名 localhost默认IP地址为127001。本地主机的链路层是一个回送虚拟设备，它将每个数据包路由回同一个localhost。这个特性可以让我们在同一台计算机上运行TCP/IP应用程序而不需要实际连接到互联网。

IP协议

IP协议用于在IP主机之间发送/接收数据包。IP尽最大努力运行。IP主机只向接收主机发送数据包，但它不能保证数据包会被发送到它们的目的地，也不能保证按顺序发送。这意味着IP并非可靠的协议。必要时，必须在IP层的上面实现可靠性。

IP数据包格式

路由器

IP主机之间可能相距很远。通常不可能从一个主机直接向另一个主机发送数据包。路由器是接收和转发数据包的特殊IP主机。如果有的话，一个IP数据包可能会经过许多路由器，或者跳跃到达某个目的地。

UDP

UDP（用户数据报协议）在IP上运行，用于发送/接收数据报。与IP类似，UDP不能保证可靠性，但是快速高效。它可用于可靠性不重要的情况。用户可以使用ping命令探测目标主机。
ping是一个向目标主机发送带时间戳UDP包的应用程序。接收到一个pinging数据包后，目标主机将带有时间戳的UDP包回送给发送者，让发送者可以计算和显示往返时间。 如果目标主机不存在或宕机，当TTL减小为0时，路由器将会丢弃pinging UDP数据包。在这种情况下，用户会发现目标主机没有任何响应。用户可以尝试再次ping，或者断定目标主机宕机。在这种情况下，最好使用UDP，因为不要求可靠性。

TCP

TCP（传输控制协议）是一种面向连接的协议，用于发送/接收数据流。TCP也可在IP上运行，但它保证了可靠的数据传输。通常，UDP类似于发送邮件的USPS，而TCP类似于电话连接。

端口编号

在各主机上，多个应用程序（进程）可同时使用TCP/UDP，每个应用程序由三个组成部分唯一标识
应用程序=(主机IP,协议，端口号)
其中，协议是TCP或UDP，端口号是分配给应用程序的唯一无符号短整数。要想使用UDP或TCP，应用程序(进程)必须先选择或获取一个端口号。前1024个端口号已被预留，其他端口号可供一般使用。应用程序可以选择一个可用端口号，也可以让操作系统内核分配端口号。

网络和主机字节序

计算机可以使用大端字节序，也可以使用小端字节序。在互联网上，数据始终按网络序排列，这是大端。在小端机器上，例如基于Intel x86的PC, htons()、htonl()、ntohs()、 ntohl()等库函数，可在主机序和网络序之间转换数据。

TCP/IP网络中的数据流

网络编程

所有Unix/Linux系统都为网络编程提供TCP/IP支持。用于网络编程的平台和服务器-客户机计算模型。

套接字编程

套接字地址

struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family; // AF_INET for TCP/IP
// port number
in_port_t sin_port;
struct in_addr sin_addr;// IP address );
// internet address struct in_addr {
// IP address in network byte order
s_addr;
uint32_t
)；

在套接字地址结构中，

• TCP/IP 网络的 sin_family 始终设置为 AF_INET。
• sin_port包含按网络字节顺序排列的端口号。
• sin addr是按网络字节顺序排列的主机IP地址。

套接字API

服务器必须创建一个套接字，并将其与包含服务器IP 地址和端口号的套接字地址绑定。它可以使用一个固定端口号，或者让操作系统内核选择一个端口号（如果 sin port为0）。为了与服务器通信，客户机必须创建一个套接字。对于UPD套接字，可以将套接字绑定到服务器地址。如果套接字没有绑定到任何特定的服务器，那么它必须在后续的 sendto（）/recvfrom（）调用中提供一个包含服务器IP 和端口号的套接字地址。

UDP套接字

UDP 套接字使用 sendto()/recvfrom()来发送/接收数据报。

ssize_t sendto(int soCkfd,const void *buf,size_t len,int flags,
const struct sockaddr *dest_addr,socklen_t addrlen);
ssize_t recvfrom(int sockfd,void *buf,size_t len,int flags,
struct sockaddr *src_addr,socklen_t *addrlen);

UDP套接字

在创建套接字并将其绑定到服务器地址之后，TCP服务器使用listen()和 accept()来接收来自客户机的连接
int listen(int sockfd, int backlog);
listen()将sockfd引用的套接字标记为将用于接收连人连接的套接字。backlog 参数定义了等待连接的最大队列长度。
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen t *addrlen);
accept()系统调用与基于连接的套接字一起使用。它提取等待连接队列上的第一个连接请求用于监听套接字sockfd，创建一个新的连接套接字，并返回一个引用该套接字的新文件描述符，与客户机主机连接。在执行accept()系统调用时，TCP服务器阻塞，直到客户机通过 connect()建立连接。
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
connect()系统调用将文件描述符sockfd引用的套接字连接到addr指定的地址，addrlen 参数指定 addr的大小。addr中的地址格式由套接字sockfd的地址空间决定。
如果套接字 sockfd是SOCK_DGRAM类型，即UDP套接字，addr是发送数据报的默认地址，也是接收数据报的唯一地址。这会限制UDP套接字与特定UDP主机的通信，但实际上很少使用。所以对于UDP套接字来说，连接是可选的或不必要的。如果套接字是 SOCK_STREAM类型，即TCP套接字，connect()调用尝试连接到绑定到addr指定地址的套接字。

send()/read()以及recv/write()

建立连接后，两个TCP主机都可以使用send()/write()发送数据，并使用recv()/read()接收数据。它们唯一的区别是send()和recv()中的flag参数不同，通常情况下可以将其设置为0。
asize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags), asize_t write(sockfd, void *buf, size_t, len)
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, bize_t len, int flags); asize_t read(sockfd, void *buf, size_t len);

通用套接字地址结构

sockaddr
struct sockaddr
{
uint8_t           sa_len;
sa_family_t       sa_family;
char              sa_data[14];
};

IPv6套接字地址结构

IPv6套接字地址结构在<netinet/in.h>头文件中定义

struct in6_addr
{
unit8_t s6_add[16];
 
};
#define SIN6_LEN
struct sockaddr_in6
{ 
uint8_t           sin6_len;
sa_family_t       sin6_family;
in_port_t         sin6_port;
uint32_t          sin6_flowinfo;
struct in6_addr   sin6_addr;
uint32_t          sin6_scope_id;
};

新的struct sockaddr_storage足以容纳系统所支持的任何套接字地址结构。sockaddr_storage结构在<netinet/in.h>头文件中定义

struct sockaddr_storage
{
uint8_t       ss_len;
sa_family_t   ss_family;
};

实践

代码

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <time.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    
    #define MAXLINE 256
    #define PORT 7777
    void sys_err(char *msg){
        perror(msg);
        exit(-1);
    }
    int main(int argc , char **argv){
    
    
        int sockFd,n;
        char recvLine[MAXLINE];
        struct sockaddr_in servAddr;
        
    
    if (argc != 2) {
            sys_err("usage: a.out <IPaddress>");
        }
    
        sockFd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    
    
        memset(&servAddr,0,sizeof(servAddr));
        
        servAddr.sin_family = AF_INET;
        servAddr.sin_port = htons(PORT);
        if (inet_pton(AF_INET,argv[1],&servAddr.sin_addr) <= 0) {
        
            sys_err("inet_pton error");
        }
        
        connect(sockFd,(struct sockaddr *)&servAddr,sizeof(servAddr));
    
    
        while((n=read(sockFd,recvLine,MAXLINE)) >0 ){
            recvLine[n] = '\0';
            if(fputs(recvLine,stdout) == EOF){
    
     sys_err("fputs error");
            }
        }
        if(n <0){
            sys_err("read error");
        }
        return 0;
    }

运行结果

标签：11,UDP,addr,IP,TCP,2021,2022,主机,接字
来源： https://www.cnblogs.com/harperhjl/p/15612375.html

本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享；
2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除；
5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。