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1. 网络

1.1 网络定义

网络是由若干结点和连接这些结点的链路组成，网络中的结点可以是计算机，交换机、路由器等设备。

• 网络设备有：交换机、路由器、集线器

• 传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤

网络示意图

1.2 互联网定义

多个网络的连接，目前最大的互联网就是我们常说的因特网。

互联网示意图

1.3 IP地址

IPV4地址：32位
IPV6地址：64位
IP地址组成：网络号+主机号

1.4 MAC地址

物理地址：MAC地址（唯一标识一台主机）（MAC寻址）

MAC地址示例：

端口号：在一台主机上唯一标识应用程序（进程）

特殊端口号：80号：web服务器使用，22号：远程登陆ssh

1.5 网络协议

网络协议就是一组网络规则的集合，是我们共同遵守的约定或标准。

◼ HTTP：超文本传输协议
◼ FTP: 文件传输协议
◼ TELNET : 是 internet 远程登陆服务的标准协议。
◼ TCP : 传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可
靠的、基于字节流的传输层通信协议
◼ UDP ：用户数据报协议
◼ IP : Internet Protocol 简称 IP，又译为网际协议或互联网协议
◼ ICMP ：因特网控制报文协议
◼ ARP : 地址解析协议，是根据 IP 地址获取 MAC 地址的协议
◼ RARP : 逆地址解析协议

2. 网络分层

2.1 OSI模型 && TCP/IP模型

问题提出：为什么要分层？

• 分层以后各层之间是独立的
• 灵活性好
• 结构上可分割开
• 易于实现和维护
• 能促进标准化工作

IP地址存放在网络层

2.2 报头

IPV4头部结构如下：

TCP 协议报头：

将程序A的"hello"传给另外一台主机的应用程序B：

3. 网络编程

传输层

TCP协议：面向连接的，可靠的流式服务
UDP协议：无连接的，不可靠的数据报服务

3.1 主机字节序列和网络字节序列

• 主机字节序列分为大端字节序和小端字节序，不同的主机采用的字节序列可能不同。

• 将数据发送到网络时规定整形数据使用大端字节序，所以也把大端字节序成为网络字节序列

3.2 点分十进制

3.3 套接字地址结构

通过网络进行数据的传送，通用socket地址结构

#include
struct sockaddr
{
	fa_family_t sa_famliy;
	char sa_data[14];
};
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常见的协议族和对应的地址族如下：

3.4 代码示例

客户端——服务器端

TCP 服务器代码

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<string.h>
  4 #include<unistd.h>
  5 #include<sys/socket.h>
  6 #include<netinet/in.h>
  7 #include<arpa/inet.h>
  8 
  9 int main()
 10 {
 11     int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建套接字:IPV4,流式描述符，协议版本
 12     if(sockfd==-1)
 13     {
 14         printf("socket err\n");
 15         exit(1);//127.0.0.1测试
 16     }
 17     struct sockaddr_in saddr,caddr;//ipv4专用地址，saddr服务器端ip和端口,caddr客户端ip和端口，专用套接字地址
 18     memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
 19     saddr.sin_family=AF_INET;//ipv4地址族
 20     saddr.sin_port=(htons(6000));//知名端口：0-1024 专用端口：1024-4096 转为网络字节序列
 21     saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//结构体.无符号整型，将字符串转化为无符号整型，数据只能在本主机传递
 22 
 23 
 24     int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));//通用地址：套接字，套接字地址，套接字大小
 25     if(res==-1)
 26     {
 27         printf("bind err\n");
 28         exit(1);
 29     }
 30 
 31     res=listen(sockfd,5);//创建监听队列，监听队列大小，监听已经完成已经完成三次握手的监听队列的大小
 32     if(res==-1)
 33     {
 34         printf("listen err\n");
 35         exit(1);
 36     }
 37 
 38     while(1)
 39     {
 40         int len=sizeof(caddr);
 41         //客户端
 42         int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);//监听套接字（阻塞）
 43         if(c<0)
 44         {
 45             continue;
 46         }
 47 
 48         char buff[128]={0};
 49         int n=recv(c,buff,127,0);//接收数据
 50         printf("recv(c=%d,n=%d)=%s\n",c,n,buff);
 51 
 52         send(c,"ok",2,0);
 53         close(c);
 54     }
 55 }

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服务器的ip地址是固定下来的，客户端ip地址不需要固定

TCP客户端代码

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<string.h>
  4 #include<unistd.h>
  5 #include<sys/socket.h>
  6 #include<netinet/in.h>
  7 #include<arpa/inet.h>
  8 
  9 int main()
 10 {
 11     int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建套接字，客户端可以绑定，但是一般不绑定，
    不指定客户端的ip和端口号，系统会临时分配端口号
 12     if(sockfd==-1)
 13     {
 14         printf("sockfd err\n");
 15         exit(1);
 16     }
 17     struct sockaddr_in saddr;//服务器地址
 18     memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
 19     saddr.sin_family=AF_INET;
 20     saddr.sin_port=htons(6000);
 21     saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//数据只能在本主机传递
 22 
 23     int res=connect(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));//连接服务器未必可以成功
    ，三次握手从这里开始
 24     if(res==-1)
 25     {
 26         printf("connect err\n");
 27         exit(1);
 28     }
 29 
 30         char buff[128]={0};
 31         printf("input \n");
 32         fgets(buff,128,stdin);//数据返回给服务器
 33 
 34         send(sockfd,buff,strlen(buff)-1,0);
 35         memset(buff,0,128);
 36         recv(sockfd,buff,127,0);//接收服务器返回的数据，recv返回值==0说明对端关闭
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 38         printf("buff=%s\n",buff);
 39         close(sockfd);
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运行结果

运行顺序

可以看到客户端和服务器端口的发送信息过程，先运行服务器，后运行客户端

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