linux编程---网络编程1
主干部分
服务器端：socket—>bind—>listen—>accept—>close；
客户端： socket—>connect—>close；
按照上面建立连接后，就是进行数据的传输了。。。。
涉及主干函数如下：
socket函数用于创建套接字文件标识号；
bind函数用于套接字和地址的绑定；
listen函数用于监听该套接字
accept函数用于等待客户端连接请求；
connect函数向服务器申请请求。
具体函数解说
socket成功返回该套接字的文件标示符；失败返回-1；
参数：domain表示本机采用的协议族：例如AF_INET表示internet网络协议族；AF_UNIX表示系统unix的进程通信协议族
type表示具体协议SOCK_STREAM表示TCP协议，SOCK_DGRAM表示UDP协议
protocal表示也是指定具体协议的，如果type指定了则为0；
上诉参数的值都是通过宏给出的；
补充：
正常下，protocol为0，则具体协议通过type给出；
若设置原始套接字某个协议时，通过设置type将其说明是原始套接字，用protocol来说明创建具体的协议的套接字；
bind成功则返回0；失败-1；将本地端口绑定到该socket字上。
参数：sockfd表示由socket函数产生的套接字标识号；
my_addr表示本地端口信息；后一个参数就是该类型长度；
sockaddr结构：linux/socket.h头文件
as_family表示协议族；
sa_data 表示具体地址；
sockaddr_in结构体：linux/in.h头文件
sin_family表示协议族；sin_port表示要监听的端口；sin_addr表示吧本机可以和哪些主机通信若为INADDR_ANY表示任何
补充：
选择sockaddr_in是因为兼容性
listen函数将套接字变成监听套接字；成功为0；失败-1
参数：sockfd表示已经绑定的套接字；
backlog表示多个客户端时用它来表示最多有个多套接字可以被同时监听
accept函数表示等待客户端请求；成功则放回已经接受到了客户端请求后的套接字标识号；
参数：sockfd表示已经监听的套接字；
addr表示请求连接客户端的地址信息；后一个是该信息大小
connect函数表示客户端向服务端请求连接，成功则为0，失败为-1
参数：sockfd表示客户端产生的套接字；
serv_addr表示服务器的地址信息；后一个是该结构的大小；
write函数用于写信息，写入到fd中；
read函数用于读取fd信息；
采用的模式：阻塞模式，后期还会讲解一些其他模式
程序来源：http://blog.chinaunix.net/uid-23069658-id-3273673.html
服务器端：
//TCP示例服务器端 tcpSrv.c #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <netdb.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <sys/types.h> #include <arpa/inet.h> int main(int argc, char *argv[]) { int skfd,cnfd,addr_len; struct sockaddr_in srv_addr,clt_addr; int portnumber; char hello[]="Hello! Long time no see.\n"; if(2 != argc || 0 > (portnumber=atoi(argv[1]))) { printf("Usage:%s port\n",argv[0]); exit(1); } /* 创建IPv4的流式套接字描述符 */ if(-1 == (skfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))) { perror("Socket Error:"); exit(1); } /* 填充服务器端sockaddr地址结构 */ bzero(&srv_addr,sizeof(struct sockaddr_in)); srv_addr.sin_family=AF_INET; srv_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); srv_addr.sin_port=htons(portnumber); /* 将套接字描述符skfd和地址信息结构体绑定起来 */ if(-1 == bind(skfd,(struct sockaddr *)(&srv_addr),sizeof(struct sockaddr))) { perror("Bind error:"); exit(1); } /* 将skfd转换为被动建通模式 */ if(-1 == listen(skfd,4)) { perror("Listen error:"); exit(1); } while(1) { /* 调用accept,服务器端一直阻塞，直到客户程序与其建立连接成功为止*/ addr_len=sizeof(struct sockaddr_in);//此处sockaddr也可以通过。。。 if(-1 == (cnfd=accept(skfd,(struct sockaddr *)(&clt_addr),&addr_len))) { perror("Accept error:"); exit(1); } printf("Connect from %s:%u ...!\n",inet_ntoa(clt_addr.sin_addr),ntohs(clt_addr.sin_port)); if(-1 == write(cnfd,hello,strlen(hello))){ perror("Send error:"); exit(1); } close(cnfd); } close(skfd); exit(0); }
客户端：
//TCP示例客户端 tcpclt.c #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <netdb.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <sys/types.h> #include <arpa/inet.h> int main(int argc, char *argv[]) { int skfd; char buf[1024] = {0};//----此处尤其重要注意，应该先分配这个变量空间，不然不能正常存储数据 struct sockaddr_in server_addr; struct hostent *host; int portnumber,nbytes; if(3 != argc || 0>(portnumber=atoi(argv[2]))) { printf("Usage:%s hostname portnumber \n"); exit(1); } if(NULL == (host=gethostbyname(argv[1]))) { perror("Gethostname error:"); exit(1); } /* 创建socket描述符 */ if(-1 == (skfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))) { perror("Socket Error:"); exit(1); } /* 客户端填充需要连接的服务器的地址信息结构体 */ bzero(&server_addr,sizeof(server_addr)); server_addr.sin_family=AF_INET; server_addr.sin_port=htons(portnumber); server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr); /* 客户端调用connect主动发起连接请求 */ if(-1 == connect(skfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))) { perror("Connect Error:"); exit(1); } /*客户端只接收服务器发来的数据，然后就退出*/ if(-1 == read(skfd,buf,1024)){ perror("Recv Error:"); } printf("Date arrived:%s",buf); /* 拆除TCP连接 */ close(skfd); exit(0); }
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信息辅助函数
此类是字节转换函数：
函数字母含义：h表示机器host；n表示网络；s表示short；l表示long
这里需要字节转换主要是不同机器的字节顺序是不一样的，所以通过统一网络的字节顺序，从而能沟通不同机器的通信。
详细说明：
不同操作系统会有不同的字节顺序，目前有2中字节顺序，一种是小头；一种是大头；网络字节顺序是大头字节顺序。
小头字节顺序是指随地址增加，高的字节是放在后面的，低字节放在前面；
大头字节顺序是指地址增加，高字节放在前面，低字节放在后面；
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此类函数为IP与域名的转换：
第一个是将域名转为网络可识别的机器结构指针；第二是将IP形式的转换；
关键点是返回的结构体hostent---netdb.h头文件
详细说明：
结构体在头文件netdb.h中；
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此类函数为字符十点制IP转为32位IP--字符串与in_addr结构体互相转换
详细说明：
参数中inp参数的结构in_addr其实里面就是一个成员为s_addr类型为无符号的长整型；
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此类函数目的是获取服务器信息：
服务器结构体如下：
---------------------------------------------------我是分割线-----------上述为TCP基础上讲解的-----------------------
UDP中的通信函数：
服务器端：socket—>bind—>close；
客户端： socket—>close;
这两个函数是UDP中关键函数
第一个表示接受数据函数：
参数：sockfd表示接受收数据的套接字；
buf：表示接受数据的指针；
len：数据大小；
flags：如下解释
from：是来源的地址信息
fromlen：表示from的大小；
第二个函数表示发送函数：
参数很第一个相似；----
程序来源：http://blog.chinaunix.net/uid-23069658-id-3280895.html
服务器：
#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <netdb.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <sys/types.h> #include <arpa/inet.h> #define MAX_MSG_SIZE 1024 int main(int argc,char** argv){ int skfd,addrlen,ret; struct sockaddr_in addr,cltaddr; char buf[MAX_MSG_SIZE]={0}; char sndbuf[MAX_MSG_SIZE]={0}; //创建数据报式套接字skfd if(0>(skfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0))){ perror("Create Error"); exit(1); } bzero(&addr,sizeof(struct sockaddr_in)); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); addr.sin_port=htons(atoi(argv[1])); //将socket文件描述符skfd和本地端口和地址绑定起来 if(0>(bind(skfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(struct sockaddr_in)))){ perror("Bind Error"); exit(1); } //开始收发数据 while(1){ ret=recvfrom
(skfd,buf,MAX_MSG_SIZE,0,(struct sockaddr*)&cltaddr,&addrlen); if(ret < 0){ printf("recv data from %s:%d error!",inet_ntoa(cltaddr.sin_addr),ntohs(cltaddr.sin_port)); }else if(ret == 0){ perror("client has been closing socket!"); }else{ printf("From %s:%d,%s",inet_ntoa(cltaddr.sin_addr),ntohs(cltaddr.sin_port),buf); memset(sndbuf,0,MAX_MSG_SIZE); switch(buf[0]){ case 'a': strcpy(sndbuf,"After u ,lady..."); break; case 'b': strcpy(sndbuf,"Before u ,sir..."); break; case 'c': strcpy(sndbuf,"Can u?"); break; default: strcpy(sndbuf,"I dont't know what u want!"); } sendto(skfd,sndbuf,strlen(sndbuf),0,(struct sockaddr*)&cltaddr,addrlen); } memset(buf,0,MAX_MSG_SIZE); } return 0; }
客户端：
#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <netdb.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <sys/types.h> #include <arpa/inet.h> #define MAX_MSG_SIZE 1024 int main(int argc,char** argv){ int skfd,ret,len; struct sockaddr_in srvaddr; char buf[MAX_MSG_SIZE]={0}; char sndbuf[MAX_MSG_SIZE]={0}; struct in_addr addr; //创建数据报式套接字skfd if(0>(skfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0))){ perror("Create Error"); exit(1); } if(0 == inet_aton(argv[1],&addr)){ perror("server addr invalid!"); exit(1); } bzero(&srvaddr,sizeof(struct sockaddr_in)); srvaddr.sin_family = AF_INET; srvaddr.sin_addr=addr; srvaddr.sin_port=htons(atoi(argv[2])); //我们的客户端只接收从服务器地址是srvaddr的主机发来的数据 if(0>(connect(skfd,(struct sockaddr*)&srvaddr,sizeof(struct sockaddr_in)))){ perror("Connect Error"); exit(1); } //开始收发数据 while(1){ memset(sndbuf,0,MAX_MSG_SIZE); len=read(0,sndbuf,MAX_MSG_SIZE); ret=sendto
(skfd,sndbuf,strlen(sndbuf),0,(struct sockaddr*)&srvaddr,sizeof(struct sockaddr)); if(ret == len){ memset(buf,0,MAX_MSG_SIZE); //我们已经知道服务器地址信息了，所以最后两个参数为NULL ret=recvfrom(skfd,buf,MAX_MSG_SIZE,0,NULL,NULL); if(ret < 0){ perror("read error from server!"); }else if(ret == 0){ perror("server has been closing socket!"); }else{ buf[ret]='\0'; printf("From Server:%s\n",buf); } } } return 0; }
调用形式。。。。
---------------------------------------------------我是分割线-----------上述为UDP讲解的-----------------------
高级函数：
前3个参数与之前的write和read一样；最后一个参数取值如下：可以组合
详细说明：
此处的flags参数很重要；是对发送函数的控制选项。比如设置为MSG_OOB就表示可以允许发送带外数据。
MSG_DONTROUTE就表示不需要查找路由表，一般用于检测上，看是目的主机是否在本网中，若是不查找路由也可以找到。
MSG_DONTWAIT表示效果不大，只是避免反复性操作的麻烦，只是设置为类似无阻塞操作，也就是不等待发送，若不行则返回错误。----send
MSG_PEEK表示用于读这个函数，表示只是看，而不读取走；多个进程查看同个数据这个就很有用了。---recv
MSG_WAITALL表示这个和阻塞模式一样了。
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UDP协议中接收地址用的；
详细说明：
struct msghdr
{
void * msg_name;//指向sockaddr的指针，存储对方的地址信息
int msg_namelen;
struct iovec * msg_iov;//指向iovec的指针---数组一样，多个iovec
int msg_iovlen;//表示数组结构大小
void * msg_control;//附加数据用于控制---在结构体cmsghdr
int msg_controllen;
int msg_flags;//针对接收，对发送无效果
}
struct iovec
{
void * iov_base;//缓冲区开始位置
size_t iov_len;//缓冲区大小
}
struct cmsghdr
{
int cmsg_len;//结构体大小
int cmsg_level;//结构体层次
int cmsg_type;//数据类型
int cmsg_data[0];//数据开始地址
}
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TCP中关闭通道控制，
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IP/TCP协议数据格式：
IP协议：
下图来源（http://blog.chinaunix.net/uid-23069658-id-3280895.html）
详细说明：
ip_hl：IP包头的长度---20B固定长度+4B变动
ip_v：IP版本号
ip_tos：服务类型
ip_len：IP包总长度
ip_id：标示符+3bit的标志
ip_off：偏移
ip_ttl：生存时间
ip_p：协议号
ip_sum：校验码
ip_src：源地址
ip_dst：目标地址
struct in_addr//ip 地址结构
{
unsigned long s_addr;
}
struct ip{}、struct icmp{}是供BSD系统层使用，struct iphdr{}和struct icmphdr{}是在INET层调用；
见/usr/include/netinet目录
在用户空间的编写网络应用程序的层次就叫做BSD层
所以推荐用struct ip{}、struct icmp{}
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ICMP协议：
| 类型 | 代码 |
| 校验码 | 校验码 |
type：表示类型
code：表示代码
checksum：表示校验码
是IP包的补充不是IP协议上层协议。。
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UDP协议：
| 源端口 | 目的端口 |
| 消息长度 | 校验和 |
source：源端口
dest：目的端口
len：消息长度
check：校验和
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TCP协议：
下图来源（http://blog.chinaunix.net/uid-23069658-id-3280895.html）
详细说明：
source：源端口
dest：目标端口
seq：序号
ack_seq：确认序号
res1(4bit),res2(2bit)：保留字段
doff：TCP头部长度
urg：设置带外数据（紧急标志位）,ack：确认,psh,rst,syn：序号标志,fin ：表示标志位
window：表示窗口大小
check：表示校验码
urg_prt表示紧急指针
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通过知道协议栈----可以对其编程
第一：带外数据传输---TCP协议
能传输的开关是UGR；传输1B；对通过send发，recv收；
3种接收方法：
1：信号SIGURG接收
2：多路复用模型接收----异常和读允许
3：通过带外标示接收---设置套接字参数SO_OOBINLINE
第二：原始套接字
1：创建原始套接字----SOCK_RAM
2：设置IP头可修改参数---IP_HDRINCL
3：利用函数接收，发送----sendto recvfrom等
注意：必须在管理员允许小才能执行
关于原始套接字的输入和输出处理：
http://blog.163.com/li_xiang1102/blog/static/607140762011103091547530/
