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目錄

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

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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）；

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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。

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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。

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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。

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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；

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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

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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。

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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）

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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；

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五、IP地址格式轉換函數實踐

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

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• 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

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• 例二

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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）。

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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。

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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

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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; }

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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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