Linux应用程序设计之网络基础编程
1、TCP/IP协议概述
1.1、OSI参考模型及TCP/IP参考模型

1.2、TCP/IP协议族

1.3、TCP和UDP
1、TCP
(2)三次握手协议

(3)TCP数据报头

2、UDP

3、协议的选择
4、网络基础编程
4.1、socket概述
1、socket定义
2、socket类型
sockaddr和sockaddr_in两个结构体用来保存socket的信息,如下所示:
struct sockaddr {
unsigned short sa_family;/*地址族*/
char sa_data[14];/*14字节的协议地址,包含该socket的IP地址和端口*/
}; struct sockaddr_in {
short nt sa_family;/*地址族*/
unsigned short int sin_port;/*端口号*/
struct in_addr sin_addr;/*IP地址*/
unsigned char sin_zero[8];/*填充0以保持与struct sockaddr同样大小*/
};
结构头文件 | #include |
sa_family | AF_INET:IPv4协议 |
AF_INET6:IPv6协议 | |
AF_LOCAL:UNIX域协议 | |
AF_LINK:链路地址协议 | |
AF_KEY:密钥套接字(socket) |
所需头文件 |
#include
|
函数原型 |
uint16_t htons(uint16_t host16bit)
uint32_t htonl(uint16_t host32bit)
uint16_t ntohs(uint16_t net16bit)
uint16_t ntohl(uint16_t net32bit)
|
参数 | host16bit:主机字节序的16bit数据 |
host32bit:主机字节序的32bit数据 | |
net16bit:网络字节序的16bit数据
|
|
net32bit:网络字节序的32bit数据 | |
返回值 | 成功:返回要转换的字节 |
失败:-1 |
所需头文件 | #include |
函数原型 | int inet_pton(int family,const char *strptr, void *addrptr) |
参数 | family: AF_INET:IPv4协议;AF_INET6:IPv6协议 |
strptr:要转化的值 | |
addrptr:转化后的地址 | |
返回值 | 成功:0 |
失败:-1 |
所需头文件 | #include |
函数原型 | int inet_ntop(int family,void *addrptr, char *strptr, size_t len) |
参数 | family: AF_INET:IPv4协议;AF_INET6:IPv6协议 |
strptr:要转化的值 | |
addrptr:转化后的地址;len:转化后值得大小 | |
返回值 | 成功:0 |
失败:-1 |
struct hostent {
char *h_name;/*正式主机名*/
char **h_aliases;/*主机别名*/
int h_addrtype;/*地址类型*/
int h_length;/*地址长度*/
char **h_addr_list;/*指向IPv4或IPv6的地址指针数组*/
};调用该函数后就能返回hostent结构体的相关信息。
getaddrinfo函数涉及到一个addrinfo结构体,如下:
struct addrinfo{
int ai_flags;/*AI_PASSIVE,A_CANONNAME*/
int ai_family;/*地址族*/
int ai_socktype;/*socket类型*/
int ai_protocol;/*协议类型*/
size_t ai_addrlen;/*地址长度*/
char *ai_canoname;/*主机名*/
struct sockaddr *ai_addr;/socket结构体/
struct addrinfo *ai_next;/*下一个指针链表*/
}
所需头文件 | #include |
函数原型 | struct hostent *gethostbyname(const char *hostname) |
参数 | hostname :主机名 |
返回值 | 成功:hostent类型指针 |
失败:-1 |
头文件 | #include |
函数原型 | int getaddringo(const *hostname,const char *service,const struct addrinfo *hints,struct addrinfo **result) |
参数 | hostname:主机名 |
service:服务名或十进制的串口字符串 | |
hints:服务线索 | |
result:返回结果 | |
返回值 | 成功:0 |
失败:-1 |
结构体头文件 | |
ai_flags | AI_PASSIVE:该套接口是用作被动的打开 |
AI_CANONNAME:通知getaddrinfo函数返回主机名字 | |
family | AF_INET:IPv协议 |
AF_INET6:IPv6协议 | |
AF_UNSPE:IPv4或IPv6均可: | |
ai_socktype | SOCK_STREAM:字节流套接字socket(TCP) |
SOCK_DGRAM:数据报套接字socket(UDP)
|
|
ai_protocol | IPPROTO_IP:IP协议 |
IPPROTO_IPV4:IPv4协议 | |
IPPROTO_IPV6:IPv6协议 | |
IPPROTO_UDP:UDP协议 | |
IPPROTO_TCP:TCP协议 |
/*getaddrinfo.c*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h> int main()
{
struct addrinfo hints, *res = NULL; int rc;
memset(&hints,0,sizeof(hints)); /*设置addrinfo结构体各参数*/ hints.ai_family = PF_UNSPEC;
hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
hints.ai_protocol = IPPROTO_UDP; /*调用getaddrinfo函数*/ rc = getaddrinfo("127.0.0.1","123",&hints,&res);
if(rc != 0)
{
perror("getaddrinfo");
exit(1);
} else
printf("getaddrinfo success\n"); }
4.3、socket基础编程


所需头文件 | #include | |
函数原型 | int socket(int family, int type, int protocol) | |
参数 |
family:
协议族
|
AF_INET:IPv4协议 |
AF_INET6:IPv6协议 | ||
AF_LOCAL:UNIX域协议 | ||
AF_ROUTE:路由套接字 | ||
AF_KEY:密钥套接字 | ||
type:
套接字类型
|
SOCK_STREAM:字节流套接字 | |
SOCK_DGRAM:数据报套接字 | ||
SOCK_RAW:原始套接字 | ||
protocol:0(原始套接字除外) | ||
返回值 | 成功:非负套接字描述符 | |
失败:-1 |
所需头文件 | #include |
函数原型 | int bind(int sockfd,struct sockaddr *my_addr, int addrlen) |
参数原型 | sockfd:套接字描述符 |
my_addr:本地地址 | |
addrlen:地址长度 | |
返回值 | 成功:0 |
失败:-1 |
所需头文件 | #include |
函数原型 | int listen(int socket, int backlog) |
参数原型 | sockfd:套接字描述符 |
backlog:请求队列中允许的最大请求数,大多数系统缺省值为20 | |
返回值 | 成功:0 |
失败:-1 |
所需头文件 | #include |
函数原型 | int accept(int sockfd,struct sockaddr *addr,socklen_t *addrlen) |
参数 | sockfd:套接字描述符 |
addr:客户端地址 | |
addrlen:地址长度 | |
返回值 | 成功:0 |
失败:-1 |
所需头文件 | #include |
函数原型 | int connect(int sockfd,struct sockaddr *serv_addr,int addrlen) |
参数 | sockfd:套接字描述符 |
serv_add:服务器地址 | |
addrlen:地址长度 | |
返回值 | 成功:0 |
失败:-1 |
所需头文件 | #include |
函数原型 | int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags) |
参数 | sockfd:套接字描述符 |
msg:指向发送数据的指针 | |
len:数据长度 | |
flags:一般为0 | |
返回值 | 成功:发送的字节数 |
失败:-1 |
所需头文件 | #include |
函数原型 | int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags) |
参数 |
sockfd:套接字 描述符
|
buf:存放接收数据的缓冲区 | |
len:数据长度 | |
flags:一般为0 | |
返回值 | 成功:接收的字节数 |
失败:-1 |
所需头文件 | #include |
函数原型 | int sendto(int sockfd, const void *msg,int len ,unsigned int flags,const struct sockaddr *to, int tolen) |
参数 | soctfd:套接字描述符 |
msg:指向要发送数据的指针 | |
len:数据长度 | |
flags:一般为0 | |
to:目的机的IP地址和端口信息 | |
tolen:地址长度 | |
返回值 | 成功:发送的字节数 |
失败:-1 |
所需头文件 | #include |
函数原型 | int recvfrom(int sockfd, void *buf,int len, unsigned int flags,struct sockaddr *from,int *fromlen) |
参数 | sockfd:套接字描述符 |
buf:存放接收数据的缓冲区 | |
len:数据长度 | |
flags:一般为0 | |
from:源机的IP地址和端口号信息 | |
fromto:地址长度 | |
返回值 | 成功:接收的字节数 |
失败:-1 |
/*server.c*/
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#define SERVPORT 3333
#define BACKLOG 10
#define MAX_CONNECTED_NO 10
#define MAXDATASIZE 5
int main()
{
struct sockaddr_in server_sockaddr,client_sockaddr;
int sin_size,recvbytes;
int sockfd,client_fd;
char buf[MAXDATASIZE];
/*建立socket连接*/
if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1){
perror("socket");
exit(1);
}
printf("socket success! sockfd = %d\n", sockfd);
/*设置sockaddr_in结构体相关参数*/
server_sockaddr.sin_family = AF_INET;
server_sockaddr.sin_port = htons(SERVPORT);
server_sockaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);
/*绑定函数bind*/
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(struct sockaddr)) == -1)
{
perror("bind");
exit(1);
}
printf("bind success!\n");
/*调用listen函数*/
if(listen(sockfd,BACKLOG) == -1)
{
perror("listen");
exit(1);
}
printf("listening...\n");
/*调用accept函数*/
if((client_fd = accept(sockfd,(struct sockaddr *)&client_sockaddr,&sin_size)) == -1)
{
perror("accept");
exit(1);
}
/*调用recv函数接收客户端的请求*/
if((recvbytes = recv(client_fd,buf,MAXDATASIZE,0)) == -1)
{
perror("recv");
exit(1);
}
printf("received a connection : %s\n",buf);
close(sockfd);
}
/*client.c*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#define SERVPORT 3333
#define MAXDATASIZE 100
int main(int argc,char **argv)
{
int sockfd,sendbytes;
char buf[MAXDATASIZE];
struct hostent *host;
struct sockaddr_in serv_addr;
if(argc < 2)
{
fprintf(stderr,"Please enter the sercer's hostname!\n");
exit(1);
}
/*地址解析函数*/
if((host = (struct hostent *)gethostname(argv[1]))==NULL){
perror("gethostname");
exit(1);
}
/*创建socket*/
if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0)) == -1)
{
perror("socket");
exit(1);
}
/*设置sockaddr_in结构体相关参数*/
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(SERVPORT);
serv_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);
bzero(&(serv_addr.sin_zero),8);
/*调用connect函数主动发起对服务端的连接*/
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&serv_addr,sizeof(struct sockaddr)) == -1)
{
perror("connect");
exit(1);
}
/*发送消息给服务器*/
if((sendbytes = send(sockfd,"hello",5,0)) == -1){
perror("send");
exit(1);
}
close(sockfd);
}
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