Linux笔记 11 -- 网络编程

Linux网络编程

Linux网络编程基础

Linux中的网络编程通过 Socket （套接字）实现， Socket 是一种文件描述符。
一、类型
socket 有三种类型：
1，流式套接字（ SOCK_STREAM）
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。
2，数据报套接字（ SOCK_DGRAM）
数据报套接字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_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。
二、网络地址
2.1 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];
}

sa_family : 协议族，采用 “AF_xxx”的形式，如: AF_INET (IP协议族)。
sa_data : 14字节的特定协议地址。
2.2 在socket程序设计中，struct sockaddr_in 同样用于记录网络地址

struct sockaddr_in
{
    short int sin_family;        /* 协议族      */
    unsigned short int sin_port; /* 端口号      */
    struct in_addr sin_addr;     /* 协议特定地址 */
    unsigned char sin_zero[8];   /* 填0         */
}

编程中一般使用与 sockaddr 等价的 sockaddr_in 数据结构

typedef struct in_addr
{
     union
     {
         struct{
                unsigned char s_b1, 
                s_b2,
                s_b3,
                s_b4;
               }S_un_b;
         struct{
                unsigned shorts s_w1,
                s_w2;
               }S_un_W;
         unsigned long S_addr;
     }S_un;
}IN_ADDR;

三、地址转换
IP地址通常由数字加点（192.168.0.1）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：

int inet_aton(const char* cp, struct in_addr* inp);
char* inet_ntoa(struct in_addr in);

函数里面 a 代表 ascii， 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 位的 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：有点系统是高位在前，低位在后，而有的系统是地位在前，高位在后，而网络传输的数据顺序是一定要是统一的。所以当内部字节存储顺序和网络字节序（big endian）不同时，就一定要进行转换。
例：32bit的整数（0x01234567）从地址 0x100 开始：

小端字节序：
          0x100   0x101  0x102  0x103
--------------------------------------------------------
···    | 0x67 | 0x45 | 0x23 | 0x01 | ·····
--------------------------------------------------------
大端字节序：
          0x100   0x101  0x102  0x103
--------------------------------------------------------
···    | 0x01 | 0x23 | 0x45 | 0x67 | ·····
--------------------------------------------------------

为什么要进行字节序转换？
例： INTEL 的 CPU 使用的小端字节序， MOTOROLA 68 系统 CPU 使用的是大端字节序。MOTOROLA发一个16位数据0x1234给INTEL，传到INTEL时，就被INTEL解释为0x3412。
字节序转换函数：
htons : 把unsigned short 类型从主机序转换到网络序
htonl : 把unsigned long 类型从主机序转换到网络序
ntohs : 把unsigned short 类型从网络序转换到主机序
ntohl ：把unsigned long 类型从网络序转换到主机序
五、IP与主机名
在网络中标识一台主机可以用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* h_aliases;   /* 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 */

六、Socket编程函数
进行Socket编程的常用函数有：
1， socket ：创建一个 socket
2， bind ：用于绑定IP地址和端口号到 socket。
3， connect ：该函数用于与服务器建立连接。
4， listen ：设置服务器处理的最大连接要求。
5， accept ：用来等待来自客户端的 socket 连接请求。
6， send ：发送数据
7， recv ：接收数据

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