网络-程序流程

域名解析顺序

1. etc/hosts或Windows的hosts

2. etc/resolv.conf中查找域名服务器（DHCP可以自动分配域名服务器）

3. DNS服务器查找IP

gethostbyname() //return struct hostent

   struct hostent  
   {  
   char *h_name;                 /*official name of host*/    
   char **h_aliases;             /*alias list*/    
   int h_addrtype;                /*host address type*/  
   int h_length;                    /*length of address*/  
   char **h_addr_list;          /*list of addresses*/  
   } 

TCP/IP协议族

 1.分层的概念(五层概念模型)  
     应用层：HTTP（Hypertext Transfer Protocol）,FTP（File Transfer Protocol）,SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）,SSH（22）,TELNET（23）  
     传输层：解决进程接受数据  TCP（Transmission Control Protocol）,UDP (User Datagram protocol）
     网络层：解决网络传输问题  IP（Internet Protocol）,ICMP（Internet Control Message Protocol）,ARP（Address Resolution Protocol）,RARP（Reverse ARP）,
     LLC层（MAC）：解决局域网链路问题  （典型协议ARP）    
     物理层：PCS（物理编码层）PMA（物理适配层）  

常用协议

数据链路层是负责接收IP数据包并通过网络发送，或者从网络上接收物理帧，  
抽出IP数据包，交给IP层。  

ARP是正向地址解析协议，通过已知的IP，寻找对应主机的MAC地址。  

RARP是反向地址解析协议，通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站还有DHCP服务。  

ICMP是网络层的补充，可以回送报文。用来检测网络是否通畅。  

Ping命令就是发送ICMP的echo包，通过回送的echo relay进行网络测试。  

IP地址转换（本地-网络）

    点分十进制(char*)————二进制(int)

    本地字节序（小端序）————网络字节序（大端序）  

case1：点分十进制————>网络字节序的二进制

    in_addr_t inet_addr(const char* cp)  

    int inet_aton(const char* cp,struct in_addr* inp) 

case2:网络字节序的二进制————>点分十进制

    char* inet_ntoa(struct in_addr in)  

其他转换函数

htons------host to net short

htonl------host to net long

ntohs------net to host short

ntohl------net to host long

子网掩码

     24——表示前24位为1后八位为0  

     255.255.255.0——表示前24位为1后八位为0

作用：将ip地址扩大到ip地址段

HTTP协议(解包)

1. 数据包第一步到网卡
2. 链路层解包）网卡驱动————MAC包头
3. （tcp/ip层解包）内核协议栈————IP/TCP包头

---

tcp编程

监听句柄————>接收新的链接

链接句柄————>接收新的客户端—accept()阻塞

 read()/write() 

 recvmsg()/sendmsg()   

1.create socket创建流式套接字

     用法：int sock=socket(协议族，套接字类型，传输协议)  

函数原型：int socket(int protofamily,int type,int protocol);//返回socket fd

• 例：ICMP

socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP);

• 例：SYN

socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP);

   协议族：AF_INET AF_INET6 AF_LOCAL AF_ROUTE  

   套接字类型：SOCK_STREAM SOCK_DGRAM SOCK_RAM  

   传输协议：IPPROTO_TCP IPPROTO_UDP IPPROTO_SCTP IPPROTO_TIPC  

2.用struct sockaddr_in结构体来封装信息

结构体原型：

struct sockaddr_in

{

sin_family;//协议族

sin_port;//端口号（网络字节序二进制）

sin_addr.s_addr;IP地址（网络字节序二进制）

}

源地址赋值
bzero(&connection._addr,sizeof(connection._addr));
connection._addr.sin_family = AF_INET;
通常TCP/UDP 协议源地址和端口都是随机的
INADDR_ANY&0转不转网络字节序无所谓
connection._addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);
connection._addr.sin_port = htons(0);
目的地址赋值
bzero(&connection.server_addr,sizeof(connection.server_addr));
connection.server_addr.sin_family = AF_INET;
connection.server_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(server_ip); —inet_addr()的缺陷：必须对-1做检测处理
因为inet_addr()的结果是整型，而发生错误时返回-1。
而 ina.sin_addr.s_addr是unsigned long型
-1在long short显示成111111111,和IP地址255.255.255.255相符合！会被误认为广播地址！
connection.servaddr.sin_port = htons(server_port); —若server_port为char*类型 使用atoi()转换

3.将信息绑定到套接字上bind()

     用法：bind(套接字句柄，强转为struct sockaddr*类型的地址，信息的大小);——返回值小于0-失败  

函数原型：int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

4.打开监听句柄接收链接信息listen()

     listen(套接字句柄，链接个数);——返回值小于0-失败  

函数原型：int listen(int sockfd, int backlog);

5.打开连接句柄接收客户端accept()

函数原型：int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);—— 返回连接connect_fd

TCP源码

struct tcphdr {
    __be16    source;
    __be16    dest;
    __be32    seq;
    __be32    ack_seq;
#if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)
    __u16    res1:4,
        doff:4,
        fin:1,
        syn:1,
        rst:1,
        psh:1,
        ack:1,
        urg:1,
        ece:1,
        cwr:1;
#elif defined(__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
    __u16    doff:4,
        res1:4,
        cwr:1,
        ece:1,
        urg:1,
        ack:1,
        psh:1,
        rst:1,
        syn:1,
        fin:1;
#else
#error    "Adjust your <asm/byteorder.h> defines"
#endif    
    __be16    window;
    __sum16    check;
    __be16    urg_ptr;
};

IP源码

struct iphdr {
#if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)
    __u8    ihl:4,
        version:4;
#elif defined (__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
    __u8    version:4,
          ihl:4;
#else
#error    "Please fix <asm/byteorder.h>"
#endif
    __u8    tos;
    __be16    tot_len;
    __be16    id;
    __be16    frag_off;
    __u8    ttl;
    __u8    protocol;
    __sum16    check;
    __be32    saddr;
    __be32    daddr;
    /*The options start here. */
};

UDP编程

recvfrom()/sendto()

广播数据包（广播只在局域网中，不能跨网段）

 路由器不会转发广播数据包  

 交换机会转发广播数据包

 广播包的目的地址（mac）为FF:FF:FF:FF:FF:FF

组播数据包（在组播组中进行传播）

 路由器可以转发组播数据包

socket选项设置与读取函数

 int getsockopt(int sockfd,int level,int optname,void* optval,socklen_t *optlen);  

 int setsockopt(int sockfd,int level,int optname,const void* optval,socklen_t *optlen);      

udp_group_broadcast_recv

1. 创建和绑定UDP

2. 将当前UDP加入到组播组中

3. recvfrom()接收到组播组其他成员的消息

udp_group_broadcast_send

1. 创建和绑定UDP

2. sendto()发送消息到组播组其他成员(需要传入当前的地址peeraddr)

组播结构体

    struct ip_mreq  
    {  
    struct in_addr imr_multiaddr;/*multicast group to join*/  
    struct in_addr imr_interface;/*interface to join one*/  
    } 

    //多播组的IP地址  
    //加入的客户端主机IP地址

相关函数原型

    ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);  
    ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

    ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);  
    ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

    ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,  
        	const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);  

    ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);