操作系统：07 网络编程

1 网络编程

    底层遵循的是TCP\IP协议，在系统层是以Socket接口方式呈现

2 基于TCP协议的网络通信模型

        服务端                                          客户端

     创建socket对象                          创建socket对象

     准备通信地址                             准备通信地址

     (本机ip地址+端口号)             (服务器公网ip地址+端口号)

     绑定socket和通信地址                        ...

     设置监听和排队数量                          ...

     等待客户端连接                            连接服务端

     分配新的socket对象+

     开启进程或者线程

      接收请求                                       发送请求

      相应请求                                       接收响应

    关闭socket对象                          关闭socket对象  

3 TCP使用到的函数

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

    功能：创建socket对象

    domain：

        AF_INET         基于IPv4地址网络通信

    type：

        SOCK_STREAM     数据流协议 TCP

    protocol：

        特殊通信协议，一般不用，写0即可

    返回值：

        成功返回socket描述符，失败返回-1

    int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

    功能：绑定socket描述符与通信地址

网络通信地址结构体

    #include <netinet/in.h>

    struct sockaddr_in

    {

    __kernel_sa_family_t  sin_family; //地址簇 AF_INET

    __be16    sin_port;            //  端口号 大端数据

    struct in_addr sin_addr;       //IP地址结构体 大端数据

    }

    struct in_addr {

        __be32  s_addr;     //  大端的4字节整数

    };

    int listen(int sockfd, int backlog);

    功能：监听socket，只有数据流协议时才需要使用

    sockfd：socket描述符

    backlog：监听等待连接的排队数量，一般默认最大128

    返回值：成功返回0，失败-1

    int accept(int sockfd,struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

    功能：等待连接，只有数据流协议时才需要使用

    sockfd：socket描述符

    addr：获取连接者的通信地址(sockaddr_in)

    addrlen：获取地址结构的大小

    返回值：连接成功时返回一个新的socket描述符，用于与连接者进行通信，每连接一个都会分配一个新的socket描述符

        该socket描述符是专门用于与对应的连接者进行通信，需要分配进程\线程进行通信

    注意：如果没有人要连接过来，该函数会阻塞等待

    int connect(int sockfd,const struct sockaddr *addr,

    socklen_t addrlen);

    功能：连接socket，数据流使用

    sockfd：socket描述符

    addr:要连接的服务器的ip地址

    addrlen：通信地址结构体字节数

    返回值：连接成功返回0，失败返回-1

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

    功能：从socket中读取数据 TCP专用

    sockfd：建立连接后的新的sockfd

    buf：存储数据的内存首地址

    len：存储数据内存的字节数

    flags：一般写0即可，阻塞等待读取

        MSG_DONTWAIT    不阻塞

    返回值：成功接收到的字节数，-1出现了错误，0表示断开连接

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

    功能：向socket发送数据，TCP专用

    sockfd：建立连接后的新的sockfd

    buf：待发送数据的内存首地址

    len：要发送的数据的字节数

    flags：一般写0即可，阻塞

        MSG_DONTWAIT 不阻塞

    返回值：成功发送的字节数，-1表示出错

4 网络字节序与本地字节序的转换

    uint32_t htonl(uint32_t hostlong);

    功能：把4字节的本地字节序数据转换成网络字节序

    uint16_t htons(uint16_t hostshort);

    功能：把2字节的本地字节序数据转换成网络字节序

    uint32_t ntohl(uint32_t netlong);

    功能：把4字节的网络字节序数据转换成本地字节序

    uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

    功能：把2字节的网络字节序数据转换成本地字节序

5 点分十进制的ip地址转换成4字节的大端整数

192.168.23.1

转成整数：192<<24|168<<16|23<<8|1<<0

转成大端：htonl(192<<24|168<<16|23<<8|1<<0)

    in_addr_t inet_addr(const char *cp);

        功能：把字符串格式的点分十进制ip地址转换成整数形式的ip地址(大端)

    char *inet_ntoa(struct in_addr in);

       功能：把整数形式的ip地址转换成字符串格式的点分十进制ip地址

6 基于UDP协议的网络通信编程模型

     服务器(接收者)                    客户端(发送者)

    创建socket对象                   创建socket对象

    准备通信地址(本机ip)    准备通信地址(服务器公网ip)

    绑定socket与通信地址                   ...

     接收请求                                 发送请求

     响应请求                                接收响应

      关闭                                          关闭

UDP协议专用的数据收发函数：

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

    功能：发送数据

    sockfd：socket描述符

    buf：待发送的数据的内存首地址

    len：要发送的字节数

    flags:是否阻塞发送，一般写0阻塞即可

    dest_addr：通信目标的地址结构体指针

    addrlen：通信地址结构体的字节数

    返回值：成功返回发送的字节数，失败返回-1

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

    功能：接收数据和ip地址

    sockfd：socket描述符

    buf：存储数据的内存首地址

    len：存储数据的内存字节数

    flags:是否阻塞接收，一般写0阻塞即可

    dest_addr：用于存储发送者的通信地址结构体

    addrlen：接收发送者通信地址结构体的字节数

    返回值：成功返回接收到的字节数，失败返回-1