tcp/ip ＜计算机网络自顶向下＞ TCP&UDP套接字编程

应用实现：源端的应用进程交换报文实现应用协议，来实现各种各样的网络应用（dash，email, etc）

而应用层通信不可以直接通信，需要借助下层的服务才可以进行，通过层间接口交给下层，通过下层的服务传输

传输层在TCP/IP提供的就是socket API服务，传输报文之前建立socket，借助于socket收发，使用完成了以后关掉（socket就像一个门，接和收都一样）

两种socket类型：

TCP：可靠的，字节流/管道（报文之间没有边界）服务UDP：不可靠（数据UDP数据包）服务

TCP套接字编程

服务器首先运行，等待连接建立

1. 创建欢迎socket：目的是返回一个整数（这个整数就是welcome soket，但没什么具体含义） 2. 将这个创建的整数和本地端口捆绑 3. 在欢迎socket上阻塞式等待接受用户的连接（调用accept函数，如果没连接就阻塞，反之接受连接）总的来说：创建——捆绑——等待

客户端主动和服务器建立连接

1. 创建客户端本地套接字（隐式捆绑到本地端口，就是默认与当前没用的端口捆绑） 2. 调用connect阻塞连接指定服务器进程的IP地址和端口号当与客户端连接请求到来时

1. 服务器接受来自用户端的请求，解除阻塞式等待，返回一个新的sockket值（同时与服务端和客户端捆绑，这个是connection socket）连接API调用有效时，客户端与服务器建立了TCP链接

数据结构 sockaddr_in

作用：指定网络操作的目标地址（设置网络进程和端口号）不仅仅可以用于IP通信，还可以用于IPX通信。所以要给一个常量说明使用在哪个通信的IP地址和port捆绑关系的数据结构（标示进程的端节点）这个结构体用于存储 IP 地址。它包含了一个地址族（通常是 AF_INET，表示 IPv4），一个端口号和一个 IP 地址。当你创建一个套接字并想要连接到一个特定的 IP 地址和端口号时，你需要设置一个 struct sockaddr_in 结构体，并将它传递给 connect 或 bind 函数

//IP地址和port捆绑关系的数据结构（标示进程的端节点）

struct sockaddr_in{

short sin_family; //AF_INET

u_short sin_port; // port

struct in_addrsin_addr;

// IP address, unsigned long

char sin_zero[8]; // align

};

数据结构 host_ent

作用：获取主机信息（IP地址）更清晰的表述：struct hostent：这个结构体用于存储主机的信息，如主机名、别名、地址类型、地址长度和地址列表。当你调用 gethostbyname 函数时，它会返回一个指向 struct hostent 类型的指针。这个结构体包含了你所查询的主机的信息。例如，如果你查询的是一个域名，那么 gethostbyname 函数会返回这个域名对应的 IP 地址包括

*h_name：主机域名的指针**h_aliases：主机的一系列别名，二级指针h_length：地址长度第四个是IP地址的列表，二级指针 //域名和IP地址的数据结构

struct hostent

{ char *h_name;

char **h_aliases;

int h_addrtype;

int h_length; /*地址长度*/

char **h_addr_list;

#define h_addr h_addr_list[0];

}

//作为调用域名解析函数时的参数

//返回后，将IP地址拷贝到sockaddr_in的IP地址部分

C/S socket交互：TCP

代码示例

客户端

也就是说这个sockaddr实际存储的是即将连接的服务器信息以及联机方式，而gethostbyname实际上是提供映射函数，只要输出服务器端口号就可以得到一个hostent指针然后用箭头函数得出需要的信息比如IP地址等等然后copy到socketaddr。

注意！这里socket是隐式的绑定了本地可用端口，没有显示调用bind函数

/*client.c*/

void main(int argc, char *argv[])

{

struct sockaddr_in sad; /* structure to hold an IP address of server */

//定义一个套接字，用于与服务器通信

int clientSocket; /* socket descriptor */

//定义一个主机信息结构体指针，用于存储主机的信息

struct hostent* ptrh; /* pointer to a host table entry */

//定义一个字符数组，用于存储要发送给服务器的消息

char Sentence[128];

//定义一个字符数组，用于存储从服务器接收的消息

char modifiedSentence[128];

// argv[0]是执行的程序的名字； atoi转化为整型

host = argv[1]; port = atoi(argv[2]);

/*创建socket，参数指明internet地址族，PF_INET：这是第一个参数，表示协议族（Protocol

Family）或地址族（Address Family）。PF_INET 表示使用 IPv4 网络协议。

SOCK_STREAM：这是第二个参数，表示套接字类型（Socket Type）。SOCK_STREAM 表示使用面向连接的

TCP 协议。

0：这是第三个参数，表示使用默认的协议。对于 SOCK_STREAM 类型的套接字，默认的协议就是 TCP。*/

clientSocket= socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

//从下一行开始，所有缩进的代码都是为了创建连接socket然后和服务器连接

//之前有一个sad变量，sad是个结构体变量，分配给内存，先清零

//这是因为新声明的变量在内存中可能会有一些旧的、无用的数据，这可能会干扰我们后续的操作

memset((char *)&sad,0,sizeof(sad)); /* clear sockaddr structure */

//对sad赋值Internet地址族

sad.sin_family= AF_INET; /* set family to Internet */

//将port强制转化为无符号短整型

/*htons 是一个在网络编程中常用的函数，全称是 “host to network short”。这个函数的作用是

将一个16位的数从主机字节序转换为网络字节序。

在网络通信中，为了保证数据的正确传输，我们需要统一数据的字节顺序。网络字节序通常是大端字节

序（Big-Endian），也就是最重要的字节（Most Significant Byte，MSB）存储在内存的最低地址

处。

主机字节序则取决于你的机器，有的机器是大端字节序，有的机器是小端字节序（Least

Significant Byte，LSB，存储在内存的最低地址处）。因此，在发送数据之前，我们通常会使用

htons 函数将数据从主机字节序转换为网络字节序。

例如，如果你的机器是小端字节序，那么一个16位的数 0x1234 在内存中的存储顺序是 34 12。使用

htons 函数后，这个数在内存中的存储顺序就会变为 12 34，符合网络字节序。

总的来说，htons 函数的作用就是确保数据在网络上传输时，不同的机器能够正确地解析数据*/

sad.sin_port= htons((u_short)port);

/*host主机域名。ptrh为结构体指针，gethostbyname就是调用解析器

获取主机的信息，包括主机的IP地址

在这段代码中，ptrh 是一个指向 struct hostent 类型的指针。struct hostent 是一个结构

体，它包含了主机的信息，如主机名、别名、地址类型、地址长度和地址列表*/

ptrh= gethostbyname(host);

/* 将主机的IP地址复制到服务器地址结构体的 sin_addr 字段 */

memcpy(&sad.sin_addr, ptrh->h_addr, ptrh->h_length);

//将IP地址拷贝到sad.sin_addr

connect(clientSocket, (structsockaddr*)&sad, sizeof(sad));

//从用户处得到输入流

gets(Sentence);

//发送给服务器用户先前输入的东西

n=write(clientSocket, Sentence, strlen(Sentence)+1);

//读取服务器端发过来的转换完毕的字符

n=read(clientSocket, modifiedSentence, sizeof(modifiedSentence));

printf("FROM SERVER: %s\n",modifiedSentence);

//关闭连接

close(clientSocket);

}

服务器

/* server.c */

// argc参数数量， argv里面的内容是服务器端守候的端口号，只有一个参数

void main(int argc, char *argv[])

{

//sad是作为服务器本地的端节点结构体变量，cad放的是client的端节点的结构体变量

struct sockaddr_in sad; /* structure to hold an IP address of server*/

struct sockaddr_in cad; /*client */

//welcome socket仅仅有自己的端口号，和对方的无关

int welcomeSocket, connectionSocket; /* socket descriptor */

struct hostent *ptrh; /* pointer to a host table entry */

//存储客户端发来的信息

char clientSentence[128];

//处理客户端发过来的东西后的结果

char capitalizedSentence[128];

//端口号

port = atoi(argv[1]);

//建立并bind welcome_socket

welcomeSocket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

memset((char *)&sad,0,sizeof(sad)); /* clear sockaddr structure */

sad.sin_family = AF_INET; /* set family to Internet */

//INADDR_ANY代表本地任何一个IP地址

sad.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* set the local IP address */

//格式转化（同客户端）

sad.sin_port = htons((u_short)port);/* set the port number */

bind(welcomeSocket, (struct sockaddr *)&sad, sizeof(sad));

/* Specify the maximum number of clients that can be queued */

//在服务的时候又来了请求，然后这些请求放在这个长度为10的队列，如果超过队列就拒绝

listen(welcomeSocket, 10)

//服务器进入无限循环，不断接收和处理客户端的连接请求

while(1) {

//等待用户连接建立请求

connectionSocket=accept(welcomeSocket, (structsockaddr*)&cad, &alen);

//读取并写入发过来的东西

n=read(connectionSocket, clientSentence, sizeof(clientSentence));

/* capitalize Sentence and store the result in capitalizedSentence*/

n=write(connectionSocket, capitalizedSentence, strlen(capitalizedSentence)+1);

close(connectionSocket);

}

UDP套接字编程

没有握手UDP socket仅仅和本地的IP和端口相关，发送端需要在发送的时候显式的指定对方的IP地址和端口服务器必须从收到的分组中提取出发送端的IP地址和端口号传送的数据可能乱序，也可能丢失无连接的数据单元也叫数据报，所以没办法通过“数据报”这个名字判断TCP还是UDP

C/S交互：UDP

recvfrom阻塞，知道对方发来消息

代码示例

客户端 /* client.c */

void main(int argc, char *argv[])

{

struct sockaddr_in sad; /* structure to hold an IP address */

int clientSocket; /* socket descriptor */

struct hostent *ptrh; /* pointer to a host table entry */

char Sentence[128];

char modifiedSentence[128];

host = argv[1]; port = atoi(argv[2]);

clientSocket = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

/* determine the server's address */

memset((char *)&sad,0,sizeof(sad)); /* clear sockaddr structure */

sad.sin_family = AF_INET; /* set family to Internet */

sad.sin_port = htons((u_short)port);

ptrh = gethostbyname(host);

/* Convert host name to IP address */

memcpy(&sad.sin_addr, ptrh->h_addr, ptrh->h_length);

gets(Sentence);

addr_len =sizeof(struct sockaddr);

n=sendto(clientSocket, Sentence, strlen(Sentence)+1,

(struct sockaddr *) &sad, addr_len);

n=recvfrom(clientSocket, modifiedSentence, sizeof(modifiedSentence),

(struct sockaddr *) &sad, &addr_len);

printf("FROM SERVER: %s\n",modifiedSentence);

close(clientSocket);

} 服务器 /* server.c */

void main(int argc, char *argv[])

{

struct sockaddr_in sad; /* structure to hold an IP address */

struct sockaddr_in cad;

int serverSocket; /* socket descriptor */

struct hostent *ptrh; /* pointer to a host table entry */

char clientSentence[128];

char capitalizedSentence[128];

port = atoi(argv[1]);

serverSocket = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

memset((char *)&sad,0,sizeof(sad)); /* clear sockaddr structure */

sad.sin_family = AF_INET; /* set family to Internet */

sad.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* set the local IP address */

sad.sin_port = htons((u_short)port);/* set the port number */

bind(serverSocket, (struct sockaddr *)&sad, sizeof(sad));

while(1) {

n=recvfrom(serverSocket, clientSentence, sizeof(clientSentence), 0

(struct sockaddr *) &cad, &addr_len );

/* capitalize Sentence and store the result in capitalizedSentence*/

n=sendto(serverSocket , capitalizedSentence, strlen(capitalizedSentence)+1,

(struct sockaddr *) &cad, &addr_len);

}

金钥匙

tcp/ip ＜计算机网络自顶向下＞ TCP&UDP套接字编程

tcp/ip 小林coding图解计算机网络|TCP篇06|如何理解TCP面向字节流协议、为什么UDP是面向报文的协议、如何解决TCP的粘包问题？

linux 服务器网络 TCP/UDP端口协议

发表评论取消回复

金钥匙

tcp/ip ＜计算机网络自顶向下＞ TCP&UDP套接字编程

tcp/ip 小林coding图解计算机网络|TCP篇06|如何理解TCP面向字节流协议、为什么UDP是面向报文的协议、如何解决TCP的粘包问题？

linux 服务器 网络 TCP/UDP端口协议

相关文章

发表评论取消回复

linux 服务器网络 TCP/UDP端口协议