网络编程整理

心已赠人 2021-12-16 17:21 295阅读 0赞

网络编程

1.TCP/UDP特点

1.TCP

1.面向连接(流式套接字 SOCK\_STREAM)

2.数据完整安全,可靠，有序

PS:数据完整不丢失，有序 ，数据完整采用CRC循环冗余校验，数据不丢失采用重传机制和超时机制，有序的发送端的拆分编号，接收端排序组合。若在某一段时间内接收端到的为两个一样的数据，则选择丢弃其中的一个。发送者每发送一个tcp段，启动一个定时器，超时没有收到ACK，则重发。而接受者每收到一个tcp段，则发送一个ACK消息。

3.慢 （效率低，传输慢）

2.UDP

1.面向数据报(数据报套接字 SOCK\_DGRAM)

2.数据可能会丢失,乱序

3.快

流式套接字:

1.数据无界限 （连续发送的多个数据之间无界限）

数据报套接字:

1.数据有明确界限

PS:针对流式套接字存在的数据之间无界限的问题要解决的方法：

场景建立:如果发送一个文件，首先要发送的是文件名，文件大小，文件内容。例如

if(writen(connfd,FILENAME,LEN\_FILENAME)<0)

ERR("write failed");

//这儿的文件名为字符串，是属于字符数组，char\[\]无需转为网络序。

int filesize\_nbo = htonl(filesize);

if(writen(connfd,&filesize\_nbo,LEN\_FILESIZE)<0)

ERR("write failed");

看网络状况，状况好的情况下，发送的快，则其中间隔较大，若网络不好的情况下，第二次与第一次的间隔较小，都将视为第一次发送的东西。解决办法，规定LEN\_FILENAME,LEN\_FILESIZE,即使文件名放不满，也要写LEN\_FILENAME的这么多的数据过去。这时就要采用writen 保证确实写了如此多的数据过去。保证数据完整性。

2.网络中的数据传输

预备知识：字节序（大小端）

大端（big-endian）：高地址>>>>低字节 低地址>>>高字节

小端（little--endian）：高地址>>>高字节 低地址>>>低字节

1.单字节数据(char,char\[\],)

2.多字节数据(short,int,long)

发送之前:HBO(host byteorder) --> NBO(network byteorder)

接收之后:NBO --> HBO

htonl 32bit

ntohs 16bit

ntohl 32bit

3.结构体数据

1.成员要进行字节序转换

2.强制按照1字节补齐（即为不补齐） 加入push pop将结构体限制为push pop的范围之内。

\#pragma pack (push)

\#pragma pack (1)

struct A\{

int a;

char c;

short b;

\};

\#pragma pack (pop)

struct B\{\};

4.浮点型数据的发送

整数,小数分开发

5.负数

整数

负数符号单独发

3.地址的表示方法(IP + Port)

ipv4(32bit)/ipv6(128bit)

表示法:

字符串 "192.168.2.100"

数字 192<<24 | 168<<16 | 2<<8 | 100;

struct in\_addr

in\_addr\_t s\_addr; //NBO

\};

可以用这种方法赋值：in\_addr.s\_addr=192<<24|168<<16|2<<8|100

inet\_ntop();

inet\_pton();

PORT

16bit(0-65535) htons来将转化为网络序

0-1023 //周知端口,特权端口(只有root权限才能使用)

1023-

IPV4地址结构

struct sockaddr\_in

sin\_family\_t sin\_family //地址族(ipv4 or ipv6)

unsigned short sin\_port //NBO 端口

struct in\_addr sin\_addr //NBO IP

char sin\_zero\[8\] //保留

\};

struct sockaddr\_in6

//...

\};

//通用地址结构

struct sockaddr

\};

4.TCP编程

SOCK\_STREAM(一般专指TCP)

SOCK\_DGRAM (一般专指UDP)

SOCK\_RAW(原始套接字,用以访问底层接口)

协议可以使用getprotobyname获取协议值，socket(PF\_INET,SOCK\_STREAM,0)其中0为协议值。默认为0仅限于TCP UDP，原始套接字编程要使用这个函数获得协议值。

1.服务器端

1.创建socket

socket

2.绑定地址

bind

3.监听

listen

while(1)

4.接收连接(阻塞)

5.通信(多进程,多线程等模型)

read/write

6.关闭与当前客户端的连接

close/shutdown

7.关闭服务器

2.客户端

1.创建socket

socket

2.和对方建立连接

connect

3.通信

read/write

4.关闭连接

close/shutdown

5.udp编程

1.服务器端

1.创建socket

socket(PF\_INET,SOCK\_DGRAM,0);

2.绑定地址

bind(sockfd,(struct sockaddr\*)&ipv4,sizeof(ipv4));

3.交互

read/write

sendto(sockfd,buf,size,0,const (struct sockaddr\*)&peer,sizeof(peer))

recvfrom(sockfd,buf,size,0,struct sockaddr\*,socklen\_t \*len)

4.关闭

2.客户端

1.创建socket

socket(PF\_INET,SOCK\_DGRAM,0);

2.绑定地址(可选)

bind(sockfd,(struct sockaddr\*)&ipv4,sizeof(ipv4));

3.交互

read/write

sendto(sockfd,buf,size,0,const (struct sockaddr\*)&peer,sizeof(peer))

recvfrom(sockfd,buf,size,0,struct sockaddr\*,socklen\_t \*len)

4.关闭

数据有明确界限

5.udp广播

1.IP地址

网络号 \+ 主机号

网络号 \+ 子网号 \+ 主机号

2.广播地址

1.受限广播地址(所有路由器都不会转发目标为4个255的数据)

255.255.255.255

2.网内广播

子网号,主机号 全为1

3.子网内广播

主机号全为1

192.168.3.10/28的广播地址：192.168.3.15

3.广播编程

1.设置允许发送广播消息

setsockopt(int sockfd,int level,int optname,void \*val,size\_t len);

int val = 1;

setsockopt(sockfd,SOL\_SOCKET,SO\_BROADCAST,&val,sizeof(val));

2.发送目标地址为广播地址

6.udp组播

组播地址:

D类IP 224.0.0.1~239.255.255.255

1.发送者

发给一个组播地址

2.接收者（组播编程主要对接受者有限定）

1.加入组

struct ip\_mreq\{

struct in\_addr imr\_multiaddr; /\* IP multicast address of group \*/ struct in\_addr imr\_interface; /\* local IP address of interface \*/  
\};

struct ip\_mreq mreq;

\};

struct ip\_mreq mreq;

setsockopt (socket, IPPROTO\_IP, IP\_ADD\_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq));

2.接收消息

3.离开组

setsockopt (socket, IPPROTO\_IP, IP\_DROP\_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq));

7.广播组播注意事项:

1.设置缺省网关

route -n

route add default gw 192.168.5.1

2.防火墙

service iptables stop/start/restart/status

//=============================================================

1.网络数据库

\#include <netdb.h>

gethostbyname --> 域名解析 /etc/hosts /etc/resolv.conf

getprotobyname --> /etc/protocols

2.设置网络选项

setsockopt(int sockfd,int level,int optname,const void \*optval,socklen\_t \*optlen);

getsockopt(int sockfd,int level,int optname,void \*optval,socklen\_t \*optlen);

level:

SOL\_SOCKET 通用选项

SO\_BROADCAST

SO\_LINGER

SO\_RCVBUF,SO\_SNDBUF

SO\_RCVLOWAT , SO\_SNDLOWAT 低潮值

SO\_REUSEADDR, SO\_REUSEPORT

IPPROTO\_IP ipv4选项

IP\_TTL(time-to-live)

IP\_ADDMEMBERSHIP

IP\_DROPMEMBERSHIP

IPPROTO\_IPV6 ipv6选项

IPPROTO\_ICMPV6 icmpv6选项

IPPROTO\_TCP tcp选项

3.IO模型

1.阻塞模型

2.非阻塞模型

fcntl(O\_NONBLOCK);

if(read(...)<0)

if(errno==EGAIN)

//do other...

3.信号驱动IO sigio

4.异步IO

5.IO多路复用

Select:用于监视多个文件模型

网络编程注意事项:

1.优雅关闭问题

1.问题提出

发送者发送完毕,立即关闭连接,并且退出程序,此时接收者可能没有收完。（退出程序，即为原先发送者发送的数据存在缓冲区中，一旦程序退出，缓冲区则会被销毁，自然接受者收到的信息就不完全。）

2.解决

发送者:

1.发送完毕

2.shutdown(sockfd,SHUT\_WR); //刷新缓冲 //shutdown可以关闭写 （TCP为全双工模型）

3.read(sockfd,&c,1); //阻塞等待接受者发送一个消息给发送者，告诉发送者我已经发送完毕。此时有一种情况，若接受者没有发送信息给发送者，则read函数得到的为0,意味着接受者已关闭连接，则发送者也会因此而解除阻塞。

返回0

4.shutdown(sockfd,SHUT\_RD); //关闭读连接

接收者:

1.接收完毕

2.close(sockfd);

2.设置地址重用

socket之后,bind之前设置

int val = 1;

setsockopt(sockfd,SOL\_SOCKET,SO\_REUSEADDR,&val,sizeof(val))

2\*msl 个时间断

3.数据传输

多字节

HBO-->NBO

NBO-->HBO

结构体

1字节补齐

多字节成员

...

4.tcp数据界限问题：读取写入固定字节，当然要采用readn writen保证数据的完整性。

readn

written

int readn(int fd,void \*buf,size\_t len)

int total = 0,n;

while(total<len)

again:

if((n = read(fd,buf+total,len-total))<0)

if(errno==EINTR)

goto again;

return -1;

else if(n==0)

break;

total += n;

return total;

5.MTU(max-transmition-unit),路径MTU

局域网:<1024

外网:<512

转载于:https://www.cnblogs.com/xiaoying1245970347/p/3791181.html

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