socket网络编程

1、什么是计算机网络?

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  多个计算机进行通信--->计算机网络。

2、计算机通信的复杂度

  (1)、传输信息的复杂度(种类、内容);

  (2)、信息的数量

  (3)、传输距离(干扰...)

  (4)、信息的安全问题

  (5)、计算机体系的完整性和封闭性。

  既要保证计算机的封闭性,又要达成计算机的通信。

3、ip地址

  (1)、IP地址是有限的,需要一种方式将IP地址复用。

  (2)、IP地址的复用导致了数据传递的复杂性(ATM,存储转发机制;路由机制)。

  (3)、IP地址过于抽象不方便使用,于是给出了IP地址的人文化转义:域名。

  (4)、域名只能代表一个IP网络地址,于是就只能代表一个网络上的节点实体。

  (5)、实际上访问节点的时候,本质上使用的是IP地址,所以就需要将域名转化为IP地址(DNS...)

4、IP地址的分类

  (1)、IPv4地址是4字节的,中间以 . 划分;IPv6地址是16字节的;

  规定:在IP地址划分上,一般不取全0/全1;

  IP一般分为5类;

  A、B、C、D、E,一般常用的IP地址为A类,B类,C类;

socket网络编程

A类IP:第一个字节是以0开头  0000 0000--->0111 1111  0~127

B类IP:第一个字节是以10开头  1000 0000--->1011 1111  128~191 

C类IP:第一个字节是以110开头   1100 0000--->1101 1111  192~223

 (2)、子网掩码:就是将网络号设置为1,主机号设置为0(对每一个字节的位进行设置)

  例:C类IP地址,3个字节网络号和一个字节的主机号;

  1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000

     255       .     255     .      255     .     0

  (3)、子网划分:此时就存在C类地址的子网掩码不一定总是255.255.255.0;

 这还的看C类IP下面有没有子网划分,

  有子网划分的话,最后一个字节,也就是主机号可能为2段(01/10)、4段(00/01/10/11)

  例:192.168.3.11xx xxxx  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000

  此时对应的子网掩码为:255.255.255.192

  (4)、IOS和TCP/IP

模型分析

socket网络编程

  (5)、端口号

  port:唯一标识应用程序的编号;

 我们之间通过QQ、微信、邮箱进行收发数据时,没有导致数据的错乱接收,是怎么做到的呢?又是怎么一一对应找到的呢?

  :通过端口号,识别了电脑上的某一应用程序,也就是找对应的编号。

  我们在进行数据的发送时:首先通过IP寻找物理计算机,在根据port,寻找对应的应用程序。

 (6)、TCP和UDP

  UDP属于TCP/IP体系中的一部分。

  TCP协议和UDP协议都属于传输层协议。

  TCP协议:

  i>、面向连接的传输协议、可靠的、同步的;

  ii>、面向连接的网络传输特点:a、需要有一方主动的建立连接,另一方接收连接请求;b、只有建立了连接之后才能够进行数据的传输;c、当数据传输完毕之后,就需要释放连接,由连接的两端来共同决定连接是否保持。

  UDP协议:

  a、面向无连接的:即就是在进行数据传输的时候,不需要预先创建一个连接;

  b、不可靠的:无法知道发送的数据是否能够到达目的,也无法知道什么时候能够到达目的。

  c、异步的:

  (7)、TCP的三次握手、四次挥手

  TCP------->至少3次握手(最后一次防止误按,2次的话,有可能死锁);    : 打电话模型

  模型分析

socket网络编程

  TCP-------->4次挥手。  模型:男女朋友分手模型

socket网络编程

  通过IP,只能保证物理上的连通,至于收发数据的形式是什么,都不归它管。

  127.0.0.1:本机回送地址,可作为测试本机使用,不安装网卡也是可以ping通的。

5、TCP的编程实现

  基础的socket编程对TCP的就是下面的步骤:

(1)、模型分析

socket网络编程

(2)、代码实现

utili.h

#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define SERVER_PORT 9090
#define SERVER_IP  "127.0.0.1"
#define LISTEN_QUEUE    5
#define BUF_SIZE    255

服务器端代码:

#include"utili.h"

//TCP
int main(void){
    int sockSer = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 
    if(sockSer == -1){
        perror("socket");
        return -1; 
    }   

    struct sockaddr_in addrSer, addrCli;
    addrSer.sin_family = AF_INET;
    addrSer.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);

    int yes = 1;
    setsockopt(sockSer, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)); //地址、端口的重用

    socklen_t len = sizeof(struct sockaddr);
    int res = bind(sockSer, (struct sockaddr *)&addrSer, len);
    if(res == -1){
        perror("bind");
        close(sockSer);
        return -1; 
    }   

    res = listen(sockSer, LISTEN_QUEUE);
    if(res == -1){
        perror("listen");
        close(sockSer);
        return -1;
    }

    int sockConn;
    char sendbuf[BUF_SIZE];
    char recvbuf[BUF_SIZE];
    while(1){
        sockConn = accept(sockSer, (struct sockaddr *)&addrCli, &len);
        if(sockConn == -1){
            continue;
        }else{
            printf("Server Accept Client Connect OK\n");
        }
        printf("Ser :>");
        scanf("%s", sendbuf);
        if(strncmp(sendbuf, "quit", 4) == 0)
            break;
        send(sockConn, sendbuf, strlen(sendbuf)+1, 0);

        recv(sockConn, recvbuf, BUF_SIZE, 0);
        printf("Cli :>%s\n", recvbuf);    
    }
    close(sockSer);

    return 0;
}

客户端代码:

#include"utili.h"

//TCP
int main(void){
    int sockCli = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 

    struct sockaddr_in addrSer;
    addrSer.sin_family = AF_INET;
    addrSer.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);

    struct sockaddr_in addrCli;
    addrCli.sin_family = AF_INET;
    addrCli.sin_port = htons(7070);
    addrCli.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.155");

    int yes = 1;
    setsockopt(sockCli, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)); //地址、端口的重用

    socklen_t len = sizeof(struct sockaddr);

    int res = bind(sockCli, (struct sockaddr *)&addrCli, len);
    if(res == -1){
        perror("bind");
        close(sockCli);
        return -1; 
    }   

    res = connect(sockCli, (struct sockaddr*)&addrSer, len);
    if(res == -1){
        perror("connect");
        close(sockCli);
        return -1;
    }else{
        printf("Client Connect Server ok\n");
    }

    char sendbuf[BUF_SIZE];
    char recvbuf[BUF_SIZE];
    while(1){
        connect(sockCli, (struct sockaddr*)&addrSer, len);
        recv(sockCli, recvbuf, BUF_SIZE, 0);
        printf("Ser :>%s\n", recvbuf);

        printf("Cli :>");
        scanf("%s", sendbuf);
        if(strncmp(sendbuf, "quit", 4) == 0)    
            break;
        send(sockCli, sendbuf, strlen(sendbuf)+1, 0);

    }
    close(sockCli);

    return 0;
}

(3)、运行结果

socket网络编程

socket网络编程

6、UDP的编程实现

  基础的socket编程对UDP的就是下面的步骤:

(1)、模型分析

socket网络编程

(2)、代码实现

utili.h

#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define SERVER_PORT  9090
#define SERVER_IP    "127.0.0.1"
#define LISTEN_QUEUE  5
#define BUFFER_SIZE   255

服务器端代码:

#include"utili.h"

int main(){
    int sockSer = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); 
    if(sockSer == -1){
        perror("socket");
        return -1; 
    }   
    struct sockaddr_in addrSer, addrCli;
    addrSer.sin_family = AF_INET;
    addrSer.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);

    socklen_t len = sizeof(struct sockaddr);
    int res = bind(sockSer, (struct sockaddr*)&addrSer, len);
    if(res == -1){
        perror("bind");
        close(sockSer);
        return -1; 
    }   

    char sendbuf[BUFFER_SIZE];
    char recvbuf[BUFFER_SIZE];
    while(1){
        recvfrom(sockSer, recvbuf, BUFFER_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&addrCli, &len);
        printf("Cli:>%s\n",recvbuf);
        
        printf("Ser:>");
        scanf("%s",sendbuf);
        if(strncmp(sendbuf, "quit", 4) == 0){
            break;
        }
        sendto(sockSer, sendbuf, strlen(sendbuf)+1, 0, (struct sockaddr*)&addrCli, len);
    }
    close(sockSer);
    return 0;
}

客户端代码:

#include"utili.h"

int  main(){
    int sockCli = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); 
    if(sockCli == -1){
        perror("socket");
        return -1; 
    }   

    struct sockaddr_in addrSer;
    addrSer.sin_family = AF_INET;
    addrSer.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);

    char sendbuf[BUFFER_SIZE];
    char recvbuf[BUFFER_SIZE];
    socklen_t  len = sizeof(struct sockaddr);
    while(1){
        printf("Cli:>");
        scanf("%s",sendbuf);
        if(strncmp(sendbuf, "quit", 4) == 0){ 
            break;
        }   
        sendto(sockCli, sendbuf, strlen(sendbuf)+1, 0, (struct sockaddr*)&addrSer, len);

        recvfrom(sockCli, recvbuf, BUFFER_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&addrSer, &len);
        printf("Ser:>%s\n",recvbuf);
    }
    close(sockCli);
    return 0;      
}

(3)、运行结果

服务器端截图

socket网络编程

客户端截图

socket网络编程

  服务端的套接字总领全局,不与任何客户端进行通信,为每一个新的客户端所分配一个新的套接字,进行通信。

  LISTEN_QUEUE:等待队列的大小(最多等待多少队列);

  UDP:必须先知道服务器在哪。


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