网络编程<二>---那些年我们一起学习linux程序设计

Linux网络编程基础

一． 类型

Socket 有三种类型：

(1) 流式套接字（SOCK_STREAM）

Stream：溪流

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

（用流式套接字来进行网络编程、通信用的是TCP协议）

(2) 数据报套接字（SOCK_DGRAM）

数据套接字定义了一种无连接的服务，数据通过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_RAM）

原始套接字允许使用IP协议，主要用于新的网络协议的测试等。

（总结：准确性要求高—则用TCP协议；对数据量、实时性要求高--则用UDP）

二． 网络地址

在Socket程序设计中，struct sockaddr用于记录网络地址：

Struct sockaddr

{

u_short sa_family;

char sa_data[14];

}

(1)sa_family :协议族，采用”AF_XXX”的形式，如：AF_INET (IP协议族)

(2)sa_data : 14字节的特定协议地址。

在实际应用中，我们通常不会用到Structsockaddr ,而是经常用Structsockaddr_in,因为后者操作起来更加简单。

地址结构：

在Socket 程序设计中，Structsockaddr_in同样用于记录网络地址

Structsockaddr_in

{

Short intsin_family ; /*协议族*/

Unsignedshort int sin_port； /*端口号*/

Structin_addr sin_addr ; /*协议特定地址*/

unsigned char sin_zero[8] ; /*填0（没用）*/

}

编程中一般使用与sockaddr等价的sockaddr­_in数据结构

typededstruct in_addr

{

Union {

Struct {

unsigned char s_b1;

s_b2;

s_b3;

s_b4;

} S_un_b;

Struct{

unsigned short s_w1;

s_w2;

} S_un_w ;

unsigned long S_addr; //32位无符号长整型

} S_un;

}IN_ADDR;

怎样把长整型的地址转换成为数字加点的IP地址192.168.0.1?

三.地址转换

IP地址通常由数字加点（192.168.1.0）的形式表示，

而在struct in_addr中使用的ip地址是由32位的整数表示的，为了转换我们可以使用下面两个函数：

(1) int inet_aton (const char *cp，struct in_addr *inp)

(2) char *inet_ntoa(struct in_addr in)

函数里面a代表ascii（字符串-）， n代表network.

inet_aton是将a.b.c.d形式的ip转换为32位的IP,存储在inp指针里面。inet_ntoa是将32位ip转换为a.b.c.d.的格式。

四.字节序转换

不同类型的cpu对变量的字节存储顺序可能不同：

有的系统是高位在前，低位在后；

而有的系统是低位在前，高位在后；

而网络传输的数据顺序是一定要是统一的。所以当cpu内部字节顺序和网络字节序（bigendian）不同时，就一定要进行转换。

网络字节序（bigendian）:低字节先传输

思考：为甚么要进行字节序转换？

例：INTEL的CPU使用的小段字节序，MOTOROLA68系列cpu使用的是大端字节序。

MOTOROLA发一个16为数据ox1234给INTEL,传到INTEL时，就被INTEL解释为ox3412.

字节序转换：分类

(1)htons : 把unsigned short类型从主机字节序转换到网络字节序

(2)htonl : 把unsigned long类型从主机字节序转换到网络字节序

(3)ntohs : 把unsinged short类型从主机字节序转换到网络字节序

(4)ntohl : 把unsigned long类型从主机字节序转换到网络字节序

三． IP与主机名

在网络中标识一台可以用IP地址，也可以使用主机名。

Struct hostent *gethostbyname(const char *hostname)

Struct hostent

{

char *h_name; /*主机的正式名称*/

char *haliases; /*主机的别名*/

int h_addrtype; /*主机的地址类型 AF_INET*/

int h_length ; /*主机的地址长度*/

char **h_addr_list; /*主机的IP地址列表*/

}

#define h_addr h_addr_list[0] /*主机的第一个IP地址*/

四． Socket 编程函数

进行socket编程的常用函数:

(1) socket：创建一个socket

(2) bind ：用于绑定IP地址和端口号到socket

(3) connet ：该函数用于与服务器建立连接(TCP才需要与服务器连接；UDP不需要与服务端连接)

(4) listen ：设置服务器能处理的最大连接要求

(5) accept ：用来等待来自用户端得socket连接请求

(6) send ：发送数据

(7) recv ：接收数据

2-6-3（TCP程序设计）

一．基于TCP—服务器

(1)创建一个socket，用函数socket()

(2)绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind()

(3)设置允许的最大连接数，用函数listen()

(4)等待来自客户端的连接请求，用函数accept()

(5)收发数据，用函数send()和recv(),或者read（）和write()

(6)关闭网络连接

一． 基于TCP—客户端

(1)创建一个socket,用函数socket（）

(2)设置要连接的服务器的IP地址和端口等属性

(3)连接服务器，用函数connet()

(4)收发数据，用函数send()和recv(),或者read()和write（）

(5)关闭网络连接

（UDP网络程序设计）

一．基于UDP---服务器

(1) 创建一个socket，用函数socket()

(2) 绑定IP地址，端口等信息到socket上，用函数bind()

(3) 循环接收数据，用函数recvfrom()

(4) 关闭网络连接

二．基于UDP---客户端

(1) 创建一个socket,用函数socket（）

(2) 绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind()

(3) 设置对方的IP地址和端口等属性

(4) 发送数据，用函数sendto()

(5) 关闭网络连接

网络编程：关键点在于协议编程模型、比较重要的是函数功能是什么，参数怎么用！

（并发服务器）

一．服务器模型

在网络程序里面，一般来说都是许多客户对应一个服务器，为了处理客户的请求，对服务器端的程序就提出了特殊的要求。目前最常用的服务器模型有：

(1) 循环服务器：服务器在同一个时刻只能响应一个客户端的请求

(2) 并发服务器：服务器在同一个时刻可以响应多个客户端的请求

二。UDP循环服务器

USP循环服务器的实现方法：

UDP服务器每次从套接字上读取一个客户端的请求à处理à然后将结果返回给客户机。

Socket(….);

bind (….);

while(1)

{

recvfrom(….);

process(….);

sendto(….);

}

二．TCP循环服务器

TCP循环服务器接受一个客户端的连接，然后处理，完成了这个客户的所有请求后，断开连接：

Socket(….);

bind(….);

listen(….);

while(1)

{

accept(…);

process(….);

close(….);

}

TCP循环服务器一次只能处理一个客户端的请求。只有在这个客户的所有请求都满足后，服务器才可以继续后面的请求。这样如果有一个客户端占着服务器不放时，其它的客户机都不能工作了，因此，TCP服务器一般很少用循环服务器模型的。

三．TCP并发服务器

并发服务器的思想是每一个客户机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：

socket(….);

bind(….);

listen(….);

while(1)

{

accept(…);

if(fork(…)==0)

{

process(…);

close(….);

exit(….);

}

close(…);

}