系統與網絡編程
OSI模型
- 應用層，表示層，會話層，傳輸層，網絡層，數據鏈路層，物理層
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socket
- 在網絡編程中經常會接觸到套接字，即socket，他是通過標準unix文件描述符和其他程序通信的一個方法
- 一個完整的socket有一個本地唯一的socket號，由操作系統分配。
- 直觀的描述：
- socket實際上提供了進程通信的端點，進行通信之前，雙方必須先各自創建一個端點，否則無法進行通信。
- 兩設備連接時產生的關聯
{協議，本地地址，本地端口，遠程地址，遠程端口}
- 套接字的類型：
- 流式套接字(SOCK_SREAM),數據報套接字(SOCK_DGRAM),原始套接字。
- 流式套接字
-
提供可靠地，面向連接的通訊流(TCP)
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-
- 數據報套接字
-
無序傳輸且不保證可靠(UDP)
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-
- 原始套接字
link
socket使用
- struct sockaddr：用來存儲套接字的地址(通用套接字地址)
struct sockaddr
{
unsigned chort sa_family;//address簇，AF_XXX;
char sa_data[14];/*14byte的協議地址*/
}
- 一般來說，sa_family都是"AFINET"
- SA_DATA包含了一些遠程電腦的地址，端口，套接字的數目，它里面的數據是融合的。
- struct sockaddr_in:struct sockaddr_in(in 代表Internet)(網際套接字地址)
struct sockaddr_in
{
short int sin_family;//internet地址族
unsigned short int sin_port;//端口號
struct int_addr sin_addr;//internet地址
unsigned char sin_zero[8];//添0(和struct sokcaddr一樣大小)
}
- struct in_addr
//因特網地址
struct in_addr
{
unsigned long s_addr;
};
- 使用sockaddr的時候要把sin_zero全部設成0值。使用bzero或memset
轉換函數
- htons()：將一個短型數據從主機字節順序轉換到網絡字節順序(無符號短型)
- htonl():將一個短型數據從主機字節順序轉換到網絡字節順序(無符號長型)
- ntohs():網絡字節轉為主機字節順序(無符號短型)
- ntohl():網絡字節轉為主機字節順序(無符號長型)
IP地址轉換
- inet_addr與inet_ntoa
struct sockaddr_in ina;
ina.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.16.1");//存儲ip
printf("%s",inet_ntoa(ina.sin_addr));//讀取出ip地址
inet_ntoa每次調用都會改變函數結果
char *a1,*a2;
a1=inet_ntoa(ina1.sin_addr);//"192.168.16.1"
a2=inet_ntoa(ina2.sin_addr);//"192.168.16.2"
printf("address 1:%s\n",a1);
printf("address 1:%s\n",a1);
結果會顯示：
address 1:192.168.16.2
address 2:192.168.16.2
基本套接字的使用
- socket(),blind(),connect(),listen(),accept(),等......
- 格式
- int socket(int domain, int type, int protocol);
- 取得套接字描述符，其實就是一個文件描述符
- 參數描述
- domain參數需要被設置成AF_INET
- type告訴內核這個socked是什么類型
- 參數見man，protocol設置為0。
- int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
- 指定一個套接字使用的端口
- 參數描述
- sockfd是由socket()函數返回的套接字描述符；
- my_addr是一個指向struct sockaddr的指針，包含名稱，端口，IP地址；
- addrlen可以設置為sizeof(struct sockaddr)
#include <string.h>
include <stdio.h>
include <sys/types.h>
include <sys/socket.h>
include <errno.h>
include <netinet/in.h>
include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h>define MYPORT 4000
//因特網地址
/struct in_addr
{
unsigned long s_addr;
};
struct sockaddr_in
{
short int sin_family;//internet地址族
unsigned short int sin_port;//端口號
struct in_addr sin_addr;//internet地址
unsigned char sin_zero[8];//添0(和struct sokcaddr一樣大小)
};/
int main()
{
int sockfd;
struct sockaddr_in my_addr;
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd==-1)
{
perror("socket");
return -1;
}
my_addr.sin_family=AF_INET;
my_addr.sin_port=htons(0);
my_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);//使用自己的IP
bzero(&(my_addr.sin_zero),8);
int ret=-1;
ret=bind(sockfd,(struct sockaddr *)&my_addr,sizeof(struct sockaddr));
if(ret==-1)
{
perror("errno");
return -1;
}
printf("%s\n",inet_ntoa(my_addr.sin_addr));
}- int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen); - 網絡連接部分函數 - 參數說明： 1. sockfd:套接字文件描述符，由socket()函數返回形成的 2. addr：一個存儲遠程計算機的IP地址和端口信息的結構 3. addrlen：sizeof(struct sockaddr) - 使用connect函數并不需要bind指定端口。 - int listen(int sockfd, int backlog); - listen是等待別人連接進行系統偵聽的函數 - 參數說明： 1. sockfd:是一個套接字描述符，由socket()系統調用獲得 2. backlog是未經過處理的連接請求隊列可容納的最大數目 > **每個請求都要進入一個連入請求隊列，等待listen的程序調用accept(),當系統還沒用accept的時候，本地能等待的最大數目就是backlog的數值，在調用listen之前要用bind指定端口** - int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); - accept講解 1. 有人從遙遠的嘗試調用connect()來連接你的機器上的某個端口，(自己的機器是在listen狀態) 2. 他的連接將會被listen加入等待隊列等待accept()，等待隊列的最大數目由listen的backlog來決定 3. 調用accept()告訴計算機準備連接 4. accept返回一個新的套接字描述符，該描述符代表這個連接。 - 參數含義 1. sockfd:是正在向listen(的一個套接字描述符) 2. addr:一般是一個紙箱struct addr_in的結構指針，存儲著遠方到來計算機的信息(比如計算機的IP地址和端口) 3. addrlen:是一個本地的整型數值，在他地址傳給accept()之前他是一個sizeof(struct sockaddr_in) - int socket(int domain, int type, int protocol);
客戶端與服務器端流式套接字
- client端程序
#include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<stdio.h> #include<string.h> #include<netinet/in.h>//struct sockaddr_in int main(void) { int sockfd=-1; //創建socket描述符，用于監聽接受客戶端的連接 //AF_INET:ipv4 //SOCK_STREAM:tcp協議 sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);////取得一套接字描述符 if(sockfd==-1) { perror("socket");//失敗則給出失敗信息 return -1; } int ret=-1; struct sockaddr_in serverAddr; //服務器的地址 serverAddr.sin_family=AF_INET;//主機字節順序 serverAddr.sin_port=htons(8888);//網絡字節 serverAddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//將整型轉換成IP bzero(&(serverAddr.sin_zero),8);//將剩余空間清零 ret=connect(sockfd,(struct sockaddr *)&serverAddr,sizeof(serverAddr));//連接服務器 if(-1==ret) { perror("connect"); return -1; } //rver ip while(1) { char caBuf[32]={'\0'}; scanf("%s",caBuf); write(sockfd,caBuf,strlen(caBuf)); /* write(sockfd,"hello nidaye",12); char caBuf[32]={'\0'}; read(sockfd,caBuf,sizeof(caBuf)); printf("%s\n",caBuf); */ } return 0; }
程序僅能實現服務器端與客戶端的連接消息通信，也可以實現在兩臺電腦之間的通信，一臺作為服務器，不能消息群發。
