Linux网络编程基础

1. Linux网络模型

① OSI七层模型和Linux四层模型

② 各种协议之间的关系及在Linux模型中的位置

③ 协议封装：各种协议处于一种层层封装的关系

 

（1）Ethernet

（2）IP

　　* IP主要有四个主要功能：数据传送，寻址，路由选择，数据报分段

　　* IP的主要目的是为数据输入、输出网络提供基本算法，为高层协议提供无连接的传送服务

　　* IP包由IP协议头和协议数据两部分构成

（3）TCP

　　* TCP是重要的传输层协议，目的是允许数据同网络上的其他节点进行可靠的交换。他能提供端口编号的译码，以识别主机的应用程序，而完成数据的可靠传输

　　* TCP协议具有严格的内装差错检验算法确保数据的完整性

　　* TCP是面向字节的顺序协议，这意味着包内每个字节被分配一个顺序号，并分配给每包一个顺序号

（4）UDP

　　* UDP也是传输层协议，他是无连接的不可靠的传输服务（执行速度比TCP快）

2. Linux中的网络编程由Socket实现，Socket是一种文件描述符

① Socket三种类型

（1）流式套接字（SOCK_STREAM）：可以提供可靠的、面向连接的通讯，它使用TCP协议。TCP协议保证了数据传输的正确性和顺序性

（2）数据报套接字（SOCK_DGRAM）：定义了一种无连接的服务，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的并且不保证可靠、无差错，它使用数据报协议UDP

（3）原始套接字（SOCK_RAW）：允许使用IP协议，主要用于新的网络的测试

② 网络地址

（1）sockaddr：在头文件#include <sys/socket.h>中定义，缺陷是sa_data把目标地址和端口信息混在一起

struct sockaddr {  
    sa_family_t sin_family;//地址族
    char sa_data[14]; //14字节，包含套接字中的目标地址和端口信息               
}; 

（2）sockaddr_in：在头文件#include<netinet/in.h>或#include <arpa/inet.h>中定义，该结构体解决了sockaddr的缺陷，把port和addr 分开储存在两个变量中

struct sockaddr_in {
    sa_family_t        sin_family;        //地址族（Address Family）
    uint16_t        sin_port;        //16位TCP/UDP端口号
    struct in_addr    sin_addr;        //32位IP地址
    char            sin_zero[8];    //不使用
};

（3）sockaddr和sockaddr_in长度一样，都是16个字节，即占用内存大小一致，因此可以相互转化。sockaddr_in用于socket定义和赋值；sockaddr用于函数参数

③网络字节序（Big Endian【低位先传、高位后传】）

（1）htons：把unsigned short(2byte)类型从主机序转换到网络序

（2）htonl：把unsigned long(4byte)类型从主机序转换到网络序

（3）ntohs：把unsigned short(2byte)类型从网络序转换到主机序

（4）ntohl：把unsigned long(4byte)类型从网络序转换到主机序

3. TCP网络设计

 https://www.cnblogs.com/wulei0630/p/9469276.html

4. UDP网络设计

 https://www.cnblogs.com/wulei0630/p/9469407.html

5. 循环服务器与并发服务器

① 循环服务器：服务器在同一时刻只能响应一个客户端的请求

② 并发服务器：服务器在同一时刻可以响应多个客户端的请求

③ 并发服务器的思想是每一个客户的请求并不由服务器直接处理，而是由服务器创建一个子进程来处理

 https://www.cnblogs.com/wulei0630/p/9479138.html

6. Linux网络编程常用函数原型及参数与功能详细介绍

① int socket(int domain, int type, int protocol)

功能：用来建立一个新的socket，也就是向系统注册、通知系统建立一通信端口

domain：指定使用何种协议类型，AF_INET(Ipv4网络协议)、AF_INET6(Ipv6网络协议)

type：套接字类型，SOCK_STREAM(提供双向连接且可靠的数据流)、SOCK_DGRAM(使用不连续不可信赖的数据包连接)

protocol：用来指定socket所使用的传输协议编号，通常设为0即可

② int bind(int sockfd, const struct sockaddr* addr, socklent_t len)

功能：将IP地址端口等信息绑定到套接字

③ int connect(int sockfd, cosnt struct sockaddr* addr, socklent_t len)

功能：在请求服务的进程套接字（客户端）和提供服务的套接字（服务器）之间建立一个连接

④ int listen(int sockfd, int backlog)

功能：等待连接

⑤ int accept(int sockfd, struct sockaddr* restrict addr, socklent_t * restrict len)

功能：获得连接请求并建立连接

⑥ ssize_t send(int sockfd, const void* buf, size_t nbytes, int flag)

功能：发送数据

⑦ ssize_t recv(int sockfd, void* buf, size_t nbytes, int flag)

功能：接收数据

⑧ssize_t sendto(int sockfd, const void* buf, size_t nbytes, int flags, const struct sockaddr* destaddr, socklen_t destlen)

功能：向指定的地址发送数据

⑨ ssize_t recvfrom(int sockfd, void* restrict buf, size_t len, int flags, struct sockaddr* restrict addr, socklen_t* restrict addrlen)

功能：从指定的地址接收数据