1.基本概念

1）网络模型

2）基本协议

第一部分称为网络层。主要包括Internet 协议（IP）、网际控制报文协议（ICMP）和地址解析协议（ARP） Internet 协议（IP）。

网际控制报文协议（ICMP）：允许网际路由器传输差错信息或测试报文。

地址解析协议（ARP）：它处于IP和数据链路层之间，根据ip地址找到mac地址。

IP主要功能：数据传送 ，寻址 ，路由选择，数据报文的分段

第二部分是传输层协议，包括传输控制协议和用户数据报文协议

传输控制协议（TCP）： 该协议对建立网络上用户进程之间的对话负责，它确保进程之间的可靠通信。

UDP 提供不可靠的非连接型传输层服务，它允许在源和目的地之间传送数据，而不必在传送数据之前建立对话。它主要用于那些非连接型的应用程序，如：视频点播

第三部分是应用协议层，这部分主要包括Telnet，文件传送协议（FTP 和TFTP），简单文件传送协议（SMTP）和域名服务（DNS）等协议。

2.Socket

Linux中的网络编程通过Socket(套接字)接口实现，Socket是一种文件描述符.

1)sockaddr和sockaddr_in结构：

sockaddr结构：

struct sockaddr

 {
	    u_short sa_family;  // 地址族，采用“AF_xxx”的形式，如：AF_INET  

		char sa_data[14];  //     14字节的特定协议地址
 }；
  
   

编程中一般并不直接针对sockaddr数据结构操作，而是使用与sockaddr等价的sockaddr_in数据结构.

struct sockaddr_in
    {
       short int sin_family;  /* Internet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0 */
     }；


struct in_addr
   {
	    unsigned long s_addr;   // S_addr: 32位的地址
   }
 

 2）ip地址点分制和数字转换

IP地址通常由数字加点(192.168.0.1)的形式表示，而在struct in_addr中使用的是IP地址是由32位的整数表示

的，为了转换我们可以使用下面两个函数：

int inet_aton(const char *cp,struct in_addr *inp)表示将a.b.c.d形式的IP转换为32位的IP,存储在
 
inp指针里面。


char *inet_ntoa(struct in_addr in) //是将32位IP转换为a.b.c.d的格式

3）字节序转换（网络中采用大端排序）

不同类型的 CPU 对变量的字节存储顺序可能不同：有的系统是高位在前，低位在后，而有的系统是低位在前，高位在后，而网络传输的数据顺序是一定要统一的。所以当内部字节存储顺序和网络字节顺序不同时，就一定要进行转换.网络字节顺序采用big endian排序方式.

#include <arpa/inet.h>

	     uint32_t htonl(uint32_t hostlong);

		 uint16_t htons(uint16_t hostshort);

		 uint32_t ntohl(uint32_t netlong);

         uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

h表示host，n表示network，l表示32位长整数，s表示16位短整数。例如htonl表示将32位的长整数从主机字节

序转换为网络字节序，例如将IP地址转换后准备发送。如果主机是小端字节序，这些函数将参数做相应的大小端转

换然后返回，如果主机是大端字节序，这些函数不做转换，将参数原封不动地返回

htons
    把unsigned short类型从主机序转换到网络序
htonl
    把unsigned long类型从主机序转换到网络序
ntohs
    把unsigned short类型从网络序转换到主机序
ntohl
    把unsigned long类型从网络序转换到主机序

 4）传输模型

服务器：

1. 创建一个socket，用函数socket()

2. 绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind()

3.设置允许的最大连接数，用函数listen()

4.接收客户端上来的连接，用函数accept()

5.收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write()

6.关闭网络连接

客户端：

1.创建一个socket，用函数socket()

2.设置要连接的对方的IP地址和端口等属性

3.连接服务器，用函数connect()

4.收发数据，用函数send()和recv()，或者     read()和write()

5.关闭网络连接

6.函数

int socket(int family, int type, int protocol);成功返回头接口，如果socket()调用出错则返回-1


对于IPv4，family参数指定为AF_INET

对于TCP协议，type参数指定SOCK_STREAM，表示面向流的传输协议

如果是UDP协议，则type参数指定为SOCK_DGRAM，表示面向数据报的传输协议

protocol参数的介绍从略，指定为0即可




int bind(int sockfd, const struct sockaddr *myaddr, socklen_t addrlen); bind()成功返回0，失

败返回-1。

bind()的作用是将参数sockfd和myaddr绑定在一起，使sockfd这个用于网络通讯的文件描述符监听myaddr所

描述的地址和端口号。服务器需要调用bind绑定一个固定的网络地址和端口号。、



在server代码的socket()和bind()调用之间插入如下代码：

int opt = 1; 
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));//重复绑定

sockaddr_in 初始化：

bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));//首先将整个结构体清零

servaddr.sin_family = AF_INET; //设置地址类型

servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //网络地址,为INADDR_ANY，这个宏表示本地的任意IP

地址，因为服务器可能有多个网卡，每个网卡也可能绑定多个IP地址，这样设置可以在所有的IP地址上监听，直到

不某个客户端建立了连接时才确定下来到底用哪个IP地址

servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);//端口号为SERV_PORT，我们定义为8000 

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

服务器调用accept()接受连接，如果服务器调用accept()时还没有客户端的连接请求，就阻塞等待直到有客户端

连接上来.

cliaddr是一个传出参数，accept()返回时传出客户端的地址和端口号.

addrlen参数是一个传入传出参数（value-result argument），传入的是调用者提供的缓冲区cliaddr的长度以

避免缓冲区溢出问题，传出的是客户端地址结构体的实际长度（有可能没有占满调用者提供的缓冲区）。

如果给cliaddr参数传NULL，表示不关心客户端的地址


accept函数返回值成功时返回非负值，失败时返回-1

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *servaddr, socklen_t addrlen); 

客户端需要调用connect()连接服务器，connect和bind的参数形式一致，区别在于bind的参数是自己的地址，而

connect的参数是对方的地址.

accept函数的第一个参数为服务器的socket描述字，第二个参数为指向struct sockaddr *的指针，用于返回客

户端的协议地址，第三个参数为协议地址的长度。

如果accpet成功，(!= -1)那么其返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字，代表与返回客户的TCP连接。

一般情况下：
send(),recv()用于TCP，sendto()及recvfrom（）用于UDP

但是send(),recv()也可以用于UDP，sendto()及recvfrom()也可以用于TCP

sendto可以在参数中指定发送的目标地址 , send需要socket已建立连接, sendto 可用于无连接的 socket对于

send的有连接socket,两者一样,sendto最后两个参数没用.


send函数:
int send( SOCKET s , const char FAR *buf , int len , int flags );  
不论是客户还是服务器应用程序都用send函数来向TCP连接的另一端发送数据。
客户程序一般用send函数向服务器发送请求，而服务器则通常用send函数来向客户程序发送应答。
第一个参数指定发送端套接字描述符；
第二个参数指明一个存放应用程序要发送数据的缓冲区；
第三个参数指明实际要发送的数据的字节数；
第四个参数一般设置为0。

如果send函数copy数据成功，就返回实际copy的字节数，如果send在copy数据时出现错误，那么send就返回SOCKET_ERROR；如果send在等待协议传送数据时网络断开的话，那么send函数也返回SOCKET_ERROR。



recv函数
int recv( SOCKET s , char FAR * buf , int len , int flags );   
不论是客户还是服务器应用程序都用recv函数从TCP连接的另一端接收数据。
该函数的第一个参数指定接收端套接字描述符；
第二个参数指明一个缓冲区，该缓冲区用来存放recv函数接收到的数据；
第三个参数指明buf的长度；
第四个参数一般置0。

recv函数返回其实际copy的字节数。如果recv在copy时出错，那么它返回SOCKET_ERROR；如果recv函数在等待协议接收数据时网络中断了，那么它返回0。






在无连接的数据报socket方式下，由于本地socket并没有与远端机器建立连接，所以在发送数据时应指明目的地址，sendto() 函数原型为：  
　　 int sendto（int sockfd， const void *msg，int len , unsigned int flags， const struct sockaddr *to， int tolen）； 

该函数比 send() 函数多了两个参数，to表示目地机的IP地址和端口号信息，而tolen常常被赋值为sizeof 

（struct sockaddr）。sendto 函数也返回实际发送的数据字节长度或在出现发送错误时返回－1。 



int recvfrom（int sockfd，void *buf，int len，unsigned int lags，struct sockaddr *from，int *fromlen）；
 
from是一个struct sockaddr类型的变量，该变量保存源机的IP地址及端口号。fromlen常置为sizeof 

（struct sockaddr）。当recvfrom() 返回时，fromlen 包含实际存入from中的数据字节数。recvfrom() 

函数返回接收到的字节数或当出现错误时返回－1，并置相应的errno。 

7.实例TCP传输

客户端：

#include<stdio.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h> 
#include <arpa/inet.h>

#define server_port 8000
int main(int argc,char **argv)
{
		int socketfd;
		char buf[50];
		int n;
		struct sockaddr_in client_addr,server_addr;
		socklen_t addr_len;
		char sendbuf[50];
		char recvbuf[50];

		int c;
		if(argc != 2)
		{
				printf("input the ip!\n");
				exit(-1);
		}
		socketfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

		bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
		server_addr.sin_family=AF_INET;
		server_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
		server_addr.sin_port=htons(server_port);
        
		addr_len=sizeof(server_addr);
		c=connect(socketfd,(struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(server_addr));

		if(c == 0)
		{
				printf("success\n");
		}
		else
		{
				perror("fail\n");
		}
	
		fgets(sendbuf,50,stdin);

		printf("%s\n",sendbuf);

	sendto(socketfd,sendbuf,strlen(sendbuf),0,(struct sockaddr *)&server_addr,addr_len);
    
		n=recvfrom(socketfd,recvbuf,50,0,(struct sockaddr *)&server_addr,&addr_len);

	recvbuf[n]='\0';

        fputs(recvbuf,stdout);


		close(socketfd);
		return 0;


}

服务器：

#include<stdio.h>
#include<sys/socket.h>
#include<string.h>
#include<netinet/in.h>
#include<unistd.h>
#define server_port 8000
int main()
{
		int listenfd,connfd;
		char msg[50];
		socklen_t addrlen;
		struct sockaddr_in server_addr,client_addr;
		int n;

		listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

		bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
        server_addr.sin_family=AF_INET;
		server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
		server_addr.sin_port=htons(server_port);


		addrlen=sizeof(server_addr);
		bind(listenfd,(struct sockaddr *)&server_addr,addrlen);

		listen(listenfd,999);
		printf("listening........\n");

		addrlen=sizeof(client_addr);
		connfd=accept(listenfd,(struct sockaddr *)&client_addr,&addrlen);
        
		if(connfd != -1)
		{
				printf("success\n");
		}
		else
		
		{
				perror("fail\n");
		}

		n=recvfrom(connfd,msg,50,0,(struct sockaddr *)&client_addr,&addrlen);
         
	    msg[n]='\0'; 
		printf("the recv msg is %s\n",msg);

		sendto(connfd,msg,strlen(msg),0,(struct sockaddr *)&client_addr,addrlen);

		close(connfd);

		close(listenfd);
		return 0;



}