LinuxC 网络编程（一）

@救世主JustPig 2016年8月14日 星期日

基于TCP/IP的服务端、客户端编写，本篇文章涉及TCP/IP编程的基础知识及编程模型。

## 字节序* 通用的网络协议中所使用的字节序为**大端字节序**。不同CPU及操作系统使用不同字节序来存储数据。* 无论你的机器体系结构是否与网络字节序相同，**最好都使用字节序转换将主机字节序转为网络字节序**。* 引入相关的库以使用字节序转换相关函数

#include <arpa/inet.h>

相关的数据结构

• 使用Socket编程，有以下两种地址结构用以保存完整的网络协议信息

  1. 通用地址结构

     struct sockaddr{    unsigned short sa_family;   //地址族    char sa_data[14];           //协议信息};

  2. 因特网地址结构

     struct in_addr{    in_addr_t s_addr; //IP地址};struct sockaddr_in{    short int sin_family; //地址族（使用主机字节序）    unsigned short int sin_port; //16位端口值（使用网络字节序）    struct in_addr sin_addr; //IP地址（使用网络字节序）    unsigned char sin_zero[8]; //添0，格式对齐的填充位}

• 两种结构体实际上完全等效，可以互相转换。

• 常常在定义时采用因特网地址结构，使用时强转位通用地址结构。

地址族

IP协议是TCP/IP的核心协议，IPv4表示IP协议版本为4，而下一代IP协议则是IPv6。

• 地址族常用的有AF_INET(IPv4)、AF_INET6(IPv6)两种。

  其中AF表示Address Family

协议族

协议族有基于传输层的TCP、UDP协议族、基于网络层（ip层）的协议族以及位于链路层的协议等。

• 以下列出7种在SOCKET中定义的协议族的宏

  1. SOCK_STREAM： 提供面向连接的稳定数据传输，即TCP协议。2. OOB： 在所有数据传送前必须使用connect()来建立连接状态。3. SOCK_DGRAM： 使用不连续不可靠的数据包连接，基于UDP协议。4. SOCK_SEQPACKET： 提供连续可靠的数据包连接。5. SOCK_RAW： 提供原始网络协议存取。6. SOCK_RDM： 提供可靠的数据包连接。7. SOCK_PACKET： 与网络驱动程序直接通信。

相关函数

1. Socket

#include <sys/socket.h>

int socket(int domain,int type,int protocol)//      返回：成功返回对应的socket描述符，出错返回-1//      参数：domain: 一般选择AF_INET（IPv4协议）//      type: [SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、//              SOCK_SEQPACKET]//      protocol:   通常为0，表示按给定的域或套接字类型选择默认协议。//                  当对同一域和套接字类型支持多个协议时，可以使用//                  protocol参数选择一个特定协议int bind(int sockfd, const struct sockaddr* addr, socklen_t len);//      返回：成功0、错误-1//      功能：如上文//          查找绑定到套接字的地址：getsockname函数//          获取对方地址：getpeername函数//      int listen(int sockfd, int backlog);//      返回：成功0，错误-1//      参数：sockfd为套接字描述符、backlog为客户端队列长度int connect(int sockfd, const struct sockaddr* addr, socklen_t len);//      返回：成功0，错误-1//      参数：addr为服务器的地址结构指针。

2. 点分十进制地址与32位IPv4地址转换:

#include <arp/inet.h>

const char *inet_ntop(int domain,                     const void *restrict addr,                    char* restrict str,socklen_t size);//成功返回地址字符串指针，出错返回NULL。。//功能：网络子节序转换成点分十进制int inet_pton(int domain,const char *restrict str,void *restrict addr);//成功返回1，无效格式返回0，出错返回-1//功能：点分十进制转换为网络字节序//参数：//  domain:地址族//  addr:IPv4地址（网络字节序）//  str:地址字符串（点分十进制）指针//  size:地址字符串大小

3. 主机字节序与网络字节序转换

#include <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);uint16_t htons(uint16_t hostshort);uint32_t ntohl(uint32_t netlong);uint16_t ntohs(uint16_t netshort);//功能：   将一个32位整数由主机字节序转为网络字节序或相反//  h代表主机，n代表网络，l代表long，s代表short

编程模型

一. 服务端模型

1. 调用socket函数创建套接字2. 调用bind函数将套接字与本地地址、端口进行绑定3. 调用listen函数将socket的监听开启4. 调用accept从监听队列中获得客户端的请求fd5. 通过send、recv、write、read实现与客户端的IO通信6. 调用close关闭套接字

二. 客户端模型

1. 调用socket函数创建套接字2. 调用connect连接服务器（获得服务端fd）3. 调用send、recv、write、read实现与服务端的IO通信4. 调用close关闭套接字

相比服务端模型，客户端模型中，少了调用bind和listen的过程。