- 2018-2019-1 20165206 《信息安全系统设计基础》第八周学习总结
- 教材学习内容总结
- 客户端-服务器编码模型
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每个网络应用都是基于客户端-服务器模型的。采用这个模型，一个应用是由一个服务器进程和一个或多个客户端进程组成。
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一个客户端-服务器由以下四步组成：
1、当一个客户端需要服务时，它向服务器发送一个请求，发出一个事务；
2、服务器收到请求后，解释它，并以适当的方式操作它的资源；
3、服务器给客户端发送一个响应，并等待下一个请求；
4、客户端收到响应并处理它。
- c语言实现socket编程的相关函数
1．socket()函数
该函数用于根据指定的地址族、数据类型和协议来分配一个套接字的描述字及其所用的资源。Socket函数原型为：
int socket( int domain , int type , int protocol ) ;
a、 参数domain指定地址描述，一般为AP_INET；
b、 参数type指定socket类型：SOCK_STREAM和SOCK_DGRAM；
c、参数protocol通常为0；
d、 函数返回值为一个整型socket描述符，在bind函数中调用。
2．bind()函数
该函数用于将一个本地地址与一个套接字绑定在一起。
int bind( int sockfd , struct sockadd* my_addr , int addrlen) ;
a、sockfd：socket描述符，使用socket函数返回值，将该socket与本机上的一个端口相关联。
在设计服务器端程序是需要调用bind函数，以在该端口上监听服务请求；而客户端一般不需要调用bind函数，因为只需知道服务器IP地址，并不关心客户通过哪个端口与服务器建立连接，内核会自动选择一个未被占用的端口供客户端来使用。
b、my_addr：指向包含本机IP地址及端口号等信息的sockaddr类型的指针。
c、addrlen：sizeof( struct sockaddr)的值。
d、bind函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码。
3．connect()函数
与远程服务器建立一个TCP连接。
int connect(int sockfd, struct sockaddr* serv_addr, int addrlen);
a、sockfd：目的服务器的socket描述符。
b、serv_addr：指向包含目的服务器的IP地址及端口号的指针。
c、addrlen：sizeof( struct sockaddr)的值。
d、connect函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，进行服务器端程序设计时不需调用connect函数。
4．listen()函数
在服务器端程序中，当socket与某一端口绑定后，需要监听该端口，及时处理到达该端口上的服务请求。
int listen(int sockfd, int backlog);
a、sockfd：Socket系统调用返回的socket描述符。
b、backlog：指定在请求队列中允许的最大请求数，进入的连接请求将在队列中等待接收backlog限制了队列中等待服务的请求数目，系统缺省值为20。
c、listen函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码。
5．accept()函数
当某个客户端试图与服务器监听的端口连接时，该连接请求将排队等待服务器用accept接收它并为其建立一个连接。
int accept(int sockfd, struct sockaddr* addr, int* addrlen);
a、sockfd：被监听的socket描述符。
b、addr：sockaddr类型的指针变量，用来存放提出连接请求服务的主机信息。
c、accept函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，如果没有错误，accept()函数返回一个新想socket描述符，供这个新连接来实用，而服务器可以继续在以前的socket上监听，同时可以在新的socket描述符上进行数据发送和数据接收（sent()和recv()操作）。
6．sent()和recv()函数
用于在面向连接（TCP）的socket上进行数据传输。
send（）函数原型：
int send(int sockfd, const void* msg, int len, int flags) ;
a、sockfd：用于传输数据的socket描述符。
b、msg：是一个指向要发送数据的指针。
c、len：以字节为单位的数据的长度。
d、flags：一般情况下置为0。
e、函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，否则返回所发送数据的总数，该数字可能小于len中所规定的大小。
recv（）函数原型：
int recv(int sockfd, void* buf, int len, unsigned int flags);
a、sockfd：是接收数据的socket描述符。
b、buf：是存放接收数据的缓冲区。
c、len：以字节为单位的缓冲区的长度。
d、flags：一般情况下置为0。
e、函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，无错则返回读入的字节数，如果连接被中止，返回0。
7．endto()和recvfrom()函数
这两个函数是利用数据报方式（UDP）进行数据传输。在无连接的数据报socket方式下，由于本地socket并没有与远程机器建立连接，所以在发送数据时应指明目的地址。
sendto()原型：
int sendto(int sockfd, const void* msg, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr* to, int tolen);
a、sockfd：用于传输数据的socket描述符。
b、msg：是一个指向要发送数据的指针。
c、len：以字节为单位的数据的长度。
d、flags：一般情况下置为0。
e、函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，否则返回所发送数据的总数，该数字可能小于len中所规定的大小。
f、表示目的机器的IP地址和端口号。
g、tolen：被赋值为sizeof(struct sockaddr)。
recvfrom函数原型：
int recv(int sockfd, void* buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr* from, int fromlen);
a、sockfd：是接收数据的socket描述符。
b、buf：是存放接收数据的缓冲区。
c、len：以字节为单位的缓冲区的长度。
d、flags：一般情况下置为0。
e、函数返回值：为-1表示遇到错误，并且errno中包含相应的错误码，无错则返回读入的字节数，如果连接被中止，返回0。
f、from：保存源机器的IP地址和端口号。
g、fromlen：常被赋值为sizeof(struct sockaddr)。
当对于数据报socket调用了connect()函数时，也可以用send()和recv()进行数据传输，但该socket仍然是数据报socket，并利用传输层的UDP服务。但是在发送或接收数据报时，内核会自动为它加上目的地址和源地址信息。
8．close()和shutdown()函数
当所有的数据操作结束后，可以调用close函数来释放该socket资源，从而停止在该socket上的任何数据操作。
也可以调用shutdown函数，允许只停止在某个方向上的数据传输，而另一个方向上的数据传输继续进行。例如可以关闭某一个socket上的写操作uo允许继续在该socket上接收数据，直到读入所有数据。
但是，shutdown函数并不关闭套接字所占用的所有资源，除非调用close函数来释放。
看看两个函数原型：
close(int sockfd);
shutdown(int sockfd, int how);
how参数的值和含义：
0：不允许继续接收数据；
1：不允许继续发送数据；
2：不允许继续发送和接收数据。
shutdown在操作成功时返回0，错误时返回-1，并置errno值。
9．字节顺序转换函数
htons()：Host to Network Short的缩写，该函数将主机的无符合短整型数字节顺序转换成网络字节顺序。
htonl()：Host to Network Long的缩写，该函数将主机的无符合长整型数字节顺序转换成网络字节顺序。
ntohs()：Network to Host Short的缩写，该函数将无符号短整型数从网络字节顺序转换为主机字节顺序。
ntohl()：Network to Host long的缩写，该函数将无符号长整型数从网络字节顺序转换为主机字节顺序。
- 网络
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物理上而言，网络是一个按照地理远近组成的层次系统，最底层是LAN。
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每个以太网适配器都有一个全球唯一的48位地址，它存储在这个适配器的非易失性存储器上。
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路由器可以用来由各种局域网和广域网构建互联网络。
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因特网客户端和服务器通过在连接上发送和接收字节流来通信。从连接一对进程的意义上而言，连接是点对点的。从数据可以同时双向流动的角度而言，它是全双工的。