Linux——网络编程基础 UDP对等模型编程

来源：互联网发布：iphone有网络不能上网编辑：程序博客网时间：2024/05/19 22:05

一.网络
   1.基础（ip）
       1.1.网络工具
           ping
           ping ip地址
           ping -b ip广播地址
           ifconfig -a

           netstat -a
           netstat -u
           netstat -t
           netstat -x
           netstat -n

           route
           lsof
       1.2.网络的基本概念
           网络编程采用socket模型.
           网络通信本质也是进程之间的通信。只是在不同主机之间的进程通信。

           识别主机：4字节整数:IP地址
           识别进程：2字节整数:端口号

           IP地址的三种表示方法：
           内部表示：4字节整数
           外部表示：数点字符串例如"192.168.0.26"
           结构体表示
               struct in_addr
               {
                   in_addr_t s_addr;
                   }

           //总结：
           IP地址的表示
               字符串表示"192.168.0.26"
               整数表示:in_addr_t;
               字结构表示struct in_addr;
           连接点：endpoint
           struct sockaddr_in
           {
               in_port_t    sin_port;
               struct in_addr sin_addr;
           };
       1.3.IP地址的转换
           inet_addr     //把字符串转换为整数（网络字节序）
           inet_aton   //把字符串转换为结构体 struct in_addr;(网络字结序)
           #inet_network   //把字符串转换为整数（本地字节序）
           inet_ntoa   //把结构体转换为字符串
           htons
           htonl
           ntohs
           ntohl
           使用的时候要使用网络字节序

       1.4.IP地址的意义
           IP地址的位表达不同意义：

           IP地址组建网络：网络标识/主机标识
               网络（位）   主机（位）
           A类   7       24       网络少主机多
           B类   14       16
           C类   21       8
           D类   组播

E类没有使用

inet.c

<span style="font-size:18px;">#include <stdio.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>main(){// in_addr_t  nip=192<<24 | 168 <<16 | 0<<8 | 26;//4字节无符号整数格式// char  *ip="192.168.0.26";//字符串格式// // struct in_addr sip;//结构体格式// sip.s_addr=nip;// // printf("nip:%u\n",nip);// // printf("%s\n",inet_ntoa(sip));//结构体转换成字符串// // int myip;// myip=inet_addr(ip);//字符串转换成整数// printf("%u\n",myip);// // printf("%hhu.%hhu.%hhu.%hhu\n",myip>>24 & 255,// myip>>16 & 255,// myip>>8  & 255,// myip>>0  & 255);/*char ip[4]={192,168,0,26};printf("%d\n",*(int*)ip);*/char *ip="10.45.8.1";struct in_addr addr;in_addr_t net;in_addr_t host;struct in_addr tmp;inet_aton(ip,&addr);//把字符串转换为结构体host=inet_lnaof(addr);//得到主机号net=inet_netof(addr);//得到网络号tmp.s_addr=net;printf("%s\n",inet_ntoa(tmp));//得到网络地址tmp.s_addr=host;printf("%s\n",inet_ntoa(tmp));//得到主机地址}</span>

       1.5.计算机系统中的网络配置
           /etc/hosts文件配置IP,域名,主机名
                       gethostbyname
                       gethostbyaddr
           /etc/protocols文件配置系统支持的协议
           /etc/services文件配置服务的端口

           跟以上网络数据库有关的函数
           get***by***;
           gethostbyname //

getprotobyname

host.c

<span style="font-size:18px;">#include <stdio.h>#include <netdb.h>main(){struct hostent *ent;/*打开主机配置数据库文件*/sethostent(1);//打开/etc/hosts文件，可以是本机也可以是网络的while(1){ent=gethostent();if(ent==0) break;printf("主机名:%s\t",ent->h_name);printf("IP地址:%hhu.%hhu.%hhu.%hhu\t",ent->h_addr[0],ent->h_addr[1],ent->h_addr[2],ent->h_addr[3]);printf("别名:%s\n",ent->h_aliases[0]);}endhostent();}</span>

getip.c

#include <stdio.h>#include <netdb.h>main(){struct hostent *ent;ent=gethostbyname("www.baidu.com");//根据网站名返回IP地址//printf("%s\n",ent->h_aliases[0]);printf("%hhu.%hhu.%hhu.%hhu\n",ent->h_addr_list[0][0],ent->h_addr_list[0][1],ent->h_addr_list[0][2],ent->h_addr_list[0][3]);}

protocol.c

#include <stdio.h>#include <netdb.h>#include <sys/utsname.h>main(){struct protoent *ent;struct utsname name;ent=getprotobyname("tcp");//根据协议名返回协议结构体printf("%d\n",ent->p_proto);//协议号6uname(&name);//顺便介绍 获得本机系统的信息printf("%s\n",name.machine);printf("%s\n",name.nodename);printf("%s\n",name.sysname);printf("%s\n",name.version);}

2.TCP/UDP编程

socket函数的参数

           对等模型:AF_INET     SOCK_DGRAM         0（默认协议）:UDP
           C/S 模型:AF_INET         SOCK_STREAM     0（默认协议）:TCP
       2.0.网络编程
           ISO的7层模型:
               物理层
               数据链路层           数据链路层(数据物理怎么传输)
               网络层                   IP层           (数据的传输方式)
               传输层                   传输层       (数据传输的结果)
               会话层                   应用层           (数据传递的含义)
               表示层
               应用层

       2.1.UDP编程的数据特点
               UDP采用对等模型SOCK_DGRAM
               socket                           socket:socket
               绑定IP地址bind       连接目标(可选)       conncect
               read/recv/recvfrom       发送数据   write/send/sendto
               关闭close
案例:
       A:                                                       B
           接收用户的数据                       发送数据
           打印数据与发送者IP               接收数据并打印

返发一个信息

udpA.c//接收者然后给发送者一个回应

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>main(){int fd;//socket描述符号struct sockaddr_in ad;//本机的IP地址char buf[100];//接收数据缓冲struct sockaddr_in ad_snd;//发送者IP地址socklen_t len;//发送者IP的长度int r;fd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,17);if(fd==-1) printf("socket:%m\n"),exit(-1);printf("建立socket成功!\n");ad.sin_family=AF_INET;ad.sin_port=htons(11111);inet_aton("192.168.1.116",&ad.sin_addr);r=bind(fd,(struct sockaddr*)&ad,sizeof(ad));if(r==-1) printf("bind err:%m\n"),exit(-1);printf("绑定成功!\n");while(1){len=sizeof(ad_snd);r=recvfrom(fd,buf,sizeof(buf)-1,0,(struct sockaddr*)&ad_snd,&len);if(r>0){buf[r]=0;printf("发送者IP:%s,端口:%hu,数据:%s\n",inet_ntoa(ad_snd.sin_addr),ntohs(ad_snd.sin_port),buf);sendto(fd,"古怪!",strlen("古怪!"),0,(struct sockaddr*)&ad_snd,sizeof(ad_snd));}if(r==0){printf("关闭!\n");break;}if(r==-1){printf("网络故障!\n");break;}}close(fd);}

udpB.c//发送者

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <netdb.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>main(){int fd;struct sockaddr_in ad;char buf[101];int r;fd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(fd==-1) printf("socket err:%m\n"),exit(-1);ad.sin_family=AF_INET;ad.sin_port=htons(11111);ad.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.1.116");//connect(fd,(struct sockaddr*)&ad,sizeof(ad));while(1){r=read(0,buf,sizeof(buf)-1);if(r<=0) break;buf[r]=0;r=sendto(fd,buf,r,0,(struct sockaddr*)&ad,sizeof(ad));bzero(buf,sizeof(buf));r=recv(fd,buf,sizeof(buf),0);buf[r]=0;printf("来自接收方的数据:%s\n",buf);//r=send(fd,buf,r,0);if(r==-1) break;}close(fd);}

       总结:
               1.connect + send == sendto
               2.recvfrom的作用不是专门从指定IP接收,而是从任意IP接收数据,返回发送数据者的IP
               3.问题:
                       为什么要bind,bind主要目的告诉网络发送数据的目标.
                       是否一定绑定才能发送数据?
                       否:只要知道你的IP与PORT,就能发送数据.
               4.问题:
                       为什么发送者没有绑定IP与端口,他也有端口?
                       底层网络驱动,帮我们自动生成IP与端口.
               5.缺陷:
                       接收方不区分发送者的.

   send函数
   sendto函数
           int sendto(
                   int fd,//socket描述符号
                   const void *buf,//发送的数据缓冲
                   size_t size,//发送的数据长度
                   int flags,//发送方式MSG_NOWAIT MSG_OOB
                   const struct sockaddr *addr,//发送目标的IP与端口
                   socklen_t len//sockaddr_in的长度
               );
           返回:
                   -1:发送失败
                   >=0:发送的数据长度
   recv函数
   recvfrom函数
           int recvfrom(
                   int fd,
                   void *buf,
                   size_t size,
                   int flags,
                   struct sockaddr*addr,//返回发送者IP与端口
                   socklen_t *len);//输入返回IP的缓冲大小,返回实际IP的大小

       2.2.TCP编程的数据特点
       2.3.TCP服务器的编程
   3.TCP的服务器编程模型
   4.IP协议与处理（SOCK_RAW,SOCK_PACKET）
   5.pcap编程
   6.HTTP协议与网页搜索

作业:
       1.重新编写UDP网络通信
       2.使用gethostbyname的得到www.baidu.com

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