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编程问答

网络编程实战

發布時間：2023/12/20 编程问答 23 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了网络编程实战小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

以下內容源于朱有鵬嵌入式課程的學習整理，如有侵權，請告知刪除。

一、Linux網絡編程框架

1、OSI參考模型

2、TCP/IP協議引入

3、BS和CS

二、TCP協議的學習1

1、關于TCP理解的重點

2、TCP如何保證可靠傳輸

三、TCP協議的學習2

1、TCP建立連接時的三次握手

2、TCP釋放連接時的四次握手

3、基于TCP通信的服務模式（編程時也是按這個模式編寫的）

4、常見的使用TCP協議的網絡應用

四、socket編程接口（與網絡通信相關的API）介紹

1、建立連接

2、發送和接收

3、輔助性函數

4、表示IP地址相關數據結構

五、IP地址格式轉換函數實踐

六、soekct實踐編程1_2

1、服務器端程序編寫

2、客戶端程序編寫

七、socket實踐編程3

八、socket編程實踐4

九、代碼

一、Linux網絡編程框架

1、OSI參考模型

（1）OSI 7層模型；

（2）網絡為什么要分層？

（3）網絡分層的具體表現。

2、TCP/IP協議引入

參閱博客：http://www.cnblogs.com/BlueTzar/articles/811160.html

（1）TCP/IP協議是用的最多的網絡協議實現；

（2）TCP/IP分為4層，對應OSI的7層；

（3）編程時最關注應用層，了解傳輸層，網際互聯層和網絡接入層不用管。

3、BS和CS

（1）CS架構介紹（client server，客戶端服務器架構）；

（2）BS架構介紹（broswer server，瀏覽器服務器架構）；

二、TCP協議的學習1

1、關于TCP理解的重點

（1）TCP協議工作在傳輸層，對上服務socket接口（與網絡通信有關的API），對下調用IP層；

（2）TCP協議面向連接，通信前必須先3次握手建立連接關系后才能開始通信；

（3）TCP協議提供可靠傳輸，有反饋機制，不怕丟包、亂序等。

2、TCP如何保證可靠傳輸

（1）TCP在傳輸有效信息前，要求通信雙方必須先握手，建立連接才能通信；

（2）TCP的接收方收到數據包后會ack給發送方，若發送方未收到ack會丟包重傳；

（3）TCP的有效數據內容會附帶校驗，以防止內容在傳遞過程中損壞；

（4）TCP會根據網絡帶寬來自動調節適配速率（滑動窗口技術）；

（5）發送方會給各分割報文編號，接收方會校驗編號，一旦順序錯誤即會重傳。

（7）這些都是別人已經實現的功能，我們只需知道這些特性就可以了，編程時不會在意這些細節。

三、TCP協議的學習2

1、TCP建立連接時的三次握手

（1）建立連接需要三次握手；

（2）建立連接的條件：服務器處于listen狀態時（比如服務器在維護時，就不處在監聽狀態），客戶端主動發起connect；

2、TCP釋放連接時的四次握手

（1）關閉連接需要四次握手；

（2）服務器或者客戶端都可以主動發起關閉；

（4）這些握手協議已經封裝在TCP協議內部，socket編程接口平時不用管。

3、基于TCP通信的服務模式（編程時也是按這個模式編寫的）

（1）具有公網IP地址的服務器（或者使用動態IP地址映射技術）；

（2）服務器端socket、bind、listen后處于監聽狀態；

（3）客戶端socket后，直接connect去發起連接。

（4）服務器收到并同意客戶端接入后，會建立TCP連接，然后雙方開始收發數據，收發時是雙向的，而且雙方均可發起。

（5）雙方均可發起關閉連接。

4、常見的使用TCP協議的網絡應用

（1）http、ftp；

（2）QQ服務器；

（3）mail服務器；

四、socket編程接口（與網絡通信相關的API）介紹

1、建立連接

（1）socket

socket函數類似于open，用來打開一個網絡連接，如果成功則返回一個網絡文件描述符（int類型）。
對網絡連接進行操作，都是通過這個網絡文件描述符進行：發送相當于寫文件，接收相當于讀文件。
函數參數見上圖標注，編程中的一個實例：socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)

（2）bind

（3）listen

（4）connect

2、發送和接收

（1）send和write：發送的時候可以使用write，也可以使用send，只是send多了一個flag。

（2）recv和read：和上述一樣。

3、輔助性函數

用來進行ip地址轉換的，點分十進制和二進制之間轉換

（1）inet_aton、inet_addr、inet_ntoa（以前使用的，不支持IPV6）

（2）inet_ntop、inet_pton（現在推薦使用的，支持IPV6/4）

4、表示IP地址相關數據結構

（1）都定義在 netinet/in.h；

（2）struct sockaddr

是linux的網絡編程接口中用來表示IP地址的標準結構體，bind、connect等函數中都需要這個結構體，兼容IPV4和IPV6的。
在實際編程中，會被一個struct sockaddr_in或者一個struct sockaddr_in6所填充。即它是一個形參，傳ruct sockaddr_in或者struct sockaddr_in6都可以。

（3）struct sockaddr_in

注意里面包含了ip地址和端口號

struct sockaddr_in{__SOCKADDR_COMMON (sin_);in_port_t sin_port; /* Port number. */struct in_addr sin_addr; /* Internet address. *//* Pad to size of `struct sockaddr'. */unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) -__SOCKADDR_COMMON_SIZE -sizeof (in_port_t) -sizeof (struct in_addr)];};

（4）struct in_addr

struct in_addr {in_addr_t s_addr; };

（5）typedef uint32_t in_addr_t

網絡內部用來表示IP地址；

五、IP地址格式轉換函數實踐

1、inet_addr、inet_ntoa、inet_aton；（只能IPV4）

從上面可知，存在大小端問題。解決方法：網絡字節序，其實就是統一使用大端模式。
如果電腦使用的是小端模式，先把ip地址轉換為大端模式；如果本來就是大端模式，那就不用改。
這些API會自動完成這樣的功能，即會檢測所用的電腦的模式，然后在代碼內部進行處理，最后輸出一定是大端模式的。

2、inet_pton、inet_ntop（可以用于IPV6）

例一

例二

六、soekct實踐編程1_2

結合代碼來看過程、參數含義

1、服務器端程序編寫

（1）socket

（2）bind

（3）listen

（4）accept，返回值是一個fd

如果accept正確返回，則表示服務器和客戶端成功建立一個TCP連接
可以通過該TCP連接與客戶端進行讀寫操作。
而讀寫操作需要一個fd，此fd由accept返回。
socket返回的fd叫做監聽fd，是用來監聽客戶端的，不能用來和任何客戶端進行讀寫；
accept返回的fd叫做連接fd，用來和客戶端程序進行讀寫。

2、客戶端程序編寫

（1）socket

（2）connect

端口號，實質就是一個數字編號，用來唯一地標識一個能上網的進程。
端口號和IP地址，會被打包到當前進程發出的或者接收到的每個數據包。
每個數據包將來在網絡上傳遞的時候，內部都包含了發送方和接收方的信息（就是IP地址和端口號）。

七、socket實踐編程3

1、客戶端發送&服務器接收

2、服務器發送&客戶端接收

3、探討：如何讓服務器和客戶端好好溝通

（1）客戶端和服務器原則上都可以任意的發和收，但是實際上雙方必須配合：client發的時候server就收，而server發的時候client就收；

（2）必須了解到的一點：client和server之間的通信是異步的，這就是問題的根源

（3）解決方案：依靠應用層協議來解決，即server和client事先做好一系列的通信約定。

八、socket編程實踐4

1、自定義應用層協議第一步：規定發送和接收方法

（1）規定連接建立后，由客戶端主動向服務器發出1個請求數據包，然后服務器收到數據包后回復客戶端一個回應數據包，這就是一個通信回合；

（2）整個連接的通信就是由N多個回合組成的。

2、自定義應用層協議第二步：定義數據包格式。

3、常用應用層協議：http、ftp……

4、UDP簡介

九、代碼

1、運行步驟

（1）將下面的這兩份代碼復制到linux下，形成兩份文檔client.c和server.c，然后gcc編譯

（2）修改linux的ip地址為192.168.1.141

（3）先運行server.c生成的可執行文件，再運行client.c生成的可執行文件。

2、代碼與邏輯

服務器

socket函數，獲取網絡連接的文件描述符
bind函數，將服務器的端口、ip地址與socket函數創建的文件描述符綁定
listen函數，監聽服務器的當前端口（其他端口不監聽）
accept函數，阻塞以等待用戶連接

客服端
socket函數，獲取網絡連接的文件描述符
connect函數，連接服務器
---連接上之后--
send函數，客服端給服務器發送數據
recv函數，客服端接收服務器的回復

client

#include<stdio.h> #include<sys/socket.h> #include<sys/types.h> #include<arpa/inet.h> #include<string.h>#define SERPORT 6013 #define SERADDR "192.168.1.141"//要設置為服務器的IP地址 #define CMD_REGISTER 1#define STAT_OK 0 #define STAT_ERR 1typedef struct FORMAT {char name[20];int age;int cmd;int stat; }info;char sendbuf[100]; char recvbuf[100];int main(void) {//第一步：socket函數，獲取網絡連接的文件描述符int sockfd=-1;int ret=-1;struct sockaddr_in seraddr={0};sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(-1==sockfd){perror("socket error：");return -1;}printf("socket success.socket=%d.\n",sockfd);//第二步：connect函數，連接服務器seraddr.sin_family=AF_INET;//定義ip類型，IPV4還是IPV6seraddr.sin_port=htons(SERPORT);seraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(SERADDR);ret=connect(sockfd,(const struct sockaddr*)&seraddr,sizeof(seraddr));printf("連接成功\n");/* while(1){ //第三步：send函數，客戶端給服務器發送信息printf("請輸入你想發給服務器的內容：\n");scanf("%s",sendbuf);ret=send(sockfd,sendbuf,strlen(sendbuff),0);//第四步：客戶端接收服務器端的回復memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));ret=recv(sockfd,recvbuf,sizeof(recvbuf),0);printf("服務器回復內容是：%s\n",recvbuf);//第五步：客戶端解釋服務器的回復，再做下一步定奪} */ info st1;while(1){ printf("\n請輸入學生姓名：\n");scanf("%s",st1.name);printf("\n請輸入學生年齡：\n");scanf("%d",&st1.age);st1.cmd=CMD_REGISTER;ret=send(sockfd,&st1,sizeof(info),0);//第四步：客戶端接收服務器端的回復memset(&st1,0,sizeof(st1));ret=recv(sockfd,&st1,sizeof(st1),0);if(STAT_OK==st1.stat){printf("注冊學生信息成功！");}elseprintf("注冊學生信息失敗！");}return 0; }

server：

#include <stdio.h> #include <arpa/inet.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h>#define MYPORT 6013 #define SERADDR "192.168.1.141"//要設置為服務器的IP地址 #define BLEN 100 #define STAT_OK 0 #define STAT_ERR 1 #define CMD_REGISTER 1 typedef struct FORMAT {char name[20];int age;int cmd;int stat; }info;char recvbuf[100];int main(void) {int sockfd=-1;int ret=-1;int clifd=-1;socklen_t len=0;struct sockaddr_in seraddr={0};//也可以使用memset函數進行初始化struct sockaddr_in clientaddr={0};//第一步：socket函數，獲取網絡連接的文件描述符sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(-1==sockfd){perror("socket error：");return -1;}printf("socket success！socket=%d.\n",sockfd);//第二步：bind函數，綁定sockfd與服務器的ip地址、端口號//填充seraddr這個結構體seraddr.sin_family=AF_INET;//定義ip類型，IPV6還是IPV4seraddr.sin_port=htons(MYPORT);seraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(SERADDR);ret=bind(sockfd,(const struct sockaddr*)&seraddr,sizeof(seraddr));//類型不一樣，會警告if(ret==-1){perror("bind error：");//函數本身有錯誤號時可以用perror來顯示錯誤信息}printf("bind success!\n");//第三步：listen函數，監聽服務器的當前端口（其他端口不監聽）ret=listen(sockfd,BLEN);//第二個參數是服務器允許的隊列長度，比如最多100號if(ret==-1){perror("listen error：");}printf("listen success!\n");//第四步：accept函數，阻塞等待用戶連接 //注意accept返回值是網絡文件描述符，和sockfd不同，它才是真正的用于發送數據的fd，而sockfd只是用于偵聽的。clifd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&clientaddr,&len);printf("用戶連接成功!\n");/* while(1){//第五步：recv函數，服務器開始接收數據ret=recv(clifd,recvbuf,sizeof(recvbuf),0);printf("client發送的內容是：%s\n",recvbuf);memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));//第六步：服務器解釋數據包//第七步：回復客戶端OKret=send(clifd,"OK",2,0);} */while(1){info st;ret=recv(clifd,&st,sizeof(recvbuf),0);if(CMD_REGISTER==st.cmd){printf("用戶要注冊學生信息\n");printf("姓名：%s，年齡：%d\n",st.name,st.age);st.stat=STAT_OK;ret=send(clifd,&st,sizeof(info),0);}}return 0; }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的网络编程实战的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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