网络编程学习01

发布时间 2023-08-22 21:10:31作者: 优秀还天籁

一、进程间通信-socket套接字(很重要,函数啥的都要求要能背)
基本特征:socket是一种接口技术,被抽象了一种文件的操作,可以让同一计算机中的不同
进程之间通信,也可以让不同计算机中的进程之间通信(网络通信)
本地进程间通信编程模型:
进程A 进程B
创建socket对象 创建socket对象
准备通信地址(本地socket文件) 准备通信地址
绑定socket对象和地址 ....
监听 .....
等待连接 连接
接收\发送数据 发送\接收数据
关闭socket 关闭socket
删除socket文件 ....

  注意:底层需要借助socket文件,才能进行同一计算机中不同进程的通信

  int socket(int domain, int type, int protocol);
  功能:创建socket对象
  domain:
    AF_UNIX / AF_LOCAL      本地通信,进程间通信
    AF_INET                 基于IPv4地址通信
    AF_INET6                基于IPv6地址通信
  type:
    SOCK_STREAM             数据流协议(本地通信\TCP选这个)
    SOCK_DGRAM              数据报协议
  protocol:
    特殊通信协议,一般不用,写0即可
  返回值:成功返回socket描述符,失败返回-1

  int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
  功能:绑定socket和通信地址(文件路径\网络地址)
  sockfd:socket描述符
  sddr:地址结构体
    实际使用传递的地址结构体 sockaddr_un或者sockaddr_in,但是传参时要把他们转换成sockaddr,因为c语言没有自建类型
    的自动类型识别,因此要强转
    //本地通信使用
    #include <sys/un.h>
    struct sockaddr_un {
        __kernel_sa_family_t sun_family; //地址簇domain写啥它写啥
        char sun_path[UNIX_PATH_MAX];   //socket文件路径
    };

    //网络通信时使用
    #include <netinet/in.h>
    struct sockaddr_in {
        __kernel_sa_family_t  sin_family; //地址簇domain写啥它写啥
        __be16        sin_port;   //端口号
        struct in_addr    sin_addr;   //IP地址
    };

    struct in_addr{
        _be32   s_addr;     //  IP地址数据
    }
addrlen:地址结构体的字节数,用于区分是sockaddr_in还是sockaddr_un
返回值:成功0,失败返回-1

 int listen(int sockfd, int backlog);
 功能:监听已经绑定好的socket
 sockfd:socket描述符
 backlog:监听等待连接的排队数量 默认最大是128
 返回值:成功返回0,失败返回-1

  int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
  功能:等待连接
  sockfd:socket描述符
  addr:获取连接者的地址,不想获取可以给NULL
  addrlen:获取连接者的通信地址结构体字节数,不想获取可以给NULL
  返回值:成功返回一个针对该连接的新的socket描述符,失败返回-1
  注意:
    1、如果没有连接,那么该函数会阻塞等待
    2、如果要获取连接者的地址,后面两个参数都需要传递
    3、addrlen要获取时,先要给addrlen传递addr的字节数,才能获取连接者的ip


  int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
  功能:连接socket
  sockfd:socket描述符
  addr:目标地址
  addrlen:目标地址结构体的字节数
  返回值:成功0 失败-1

  ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
  功能:向建立连接之后的socket发送数据,数据流通信使用
  sockfd:建立连接之后socket描述符
  buf:待发送的数据的内存首地址
  len:要发送的字节数
  flags:一般写0阻塞发送即可
    MSG_DONTWAIT    不阻塞
    MSG_OOB         优先紧急数据
    返回值:成功发送的字节数,出错返回-1

  ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
  功能:从建立连接的socket中接收数据,数据流通信使用
  sockfd:建立连接之后socket描述符
  buf:存储接收的数据的内存首地址
  len:buf的字节数
  flags:一般写0阻塞接收即可
    MSG_DONTWAIT    不阻塞
  返回值:成功接收到的字节数,出错返回-1,正常断开返回0

  close(fd)
  功能:关闭socket

二、基于TCP协议的网络通信
TCP网络通信编程模型:
计算机S 计算机C
创建socket对象 创建socket对象
准备通信地址(本机的ip地址(非公网ip)) 准备通信地址(计算机S的,与C在同一个局域网,或者S是公网IP)
绑定socket对象和地址 ....
监听 .....
等待连接 连接
接收\发送数据 发送\接收数据
关闭socket 关闭socket

本地字节序(小端)与网络字节序的转换函数:
#include <arpa/inet.h>
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
功能:把4字节的本地字节序转换成网络字节序

uint16_t htons(uint16_t hostshort);
功能:把2字节的本地字节序转换成网络字节序

uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
功能:把4字节的网络字节序转换成本地字节序

uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
功能:把2字节的网络字节序转换成本地字节序
//网络通信时使用
    #include <netinet/in.h>
    struct sockaddr_in {
        __kernel_sa_family_t  sin_family; //AF_INET
        __be16        sin_port;   //端口号  需要大端数据
        struct in_addr    sin_addr;   //IP地址结构体
    };

    struct in_addr{
        _be32   s_addr;     //  IP地址数据,大端整数
    }

    点分十进制的字符串ip地址转换成小端整数、然后还需要转大端:



    ip地址与整数的转换:
    in_addr_t inet_addr(const char *cp);
    功能:把字符串形式的点分十进制的ip地址转换成大端的整数形式的ip地址
    char *inet_ntoa(struct in_addr in);
    功能:把大端的ip整数转换成字符串形式的点分十进制的ip地址

三、UDP网络通信
UDP网络通信的编程模型:
计算机S 计算机C
创建socket 创建socket
准备通信地址(自己的) 准备通信地址(S的地址)
绑定socket和通信地址 ....
接收\发送数据 发送\接收数据
关闭socket 关闭socket

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
功能:UDP专用的数据发送函数

sockfd:socket描述符
buf:待发送的数据的内存首地址
len:要发送的字节数
flags:一般写0阻塞发送即可
dest_addr:发送目标的地址结构体
addrlen:地址结构体的字节数
返回值:成功 发送的字数,-1出现错误

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
功能:UDP专用的数据接收函数

sockfd:socket描述符
buf:存储接收的数据的内存首地址
len:buf的大小
flags:一般写0阻塞发送即可
src_addr:获取发送者的地址
addrlen:先要输入才能输出发送者的地址
返回值:成功接收到的字节数  -1出现错误  0关闭通信

FTP协议
FTP 的独特的优势同时也是与其它客户服务器程序最大的不同点就在于它在两台通信的主机之间使用了两条 TCP 连接,一条是数据连接,用于数据传送;
另一条是控制连接,用于传送控制信息(命令和响应),这种将命令和数据分开传送的思想大大提高了 FTP 的效率,而其它客户服务器应用程序一般只有一条 TCP 连接。
在整个交互的 FTP 会话中,控制连接始终是处于连接状态的,数据连接则在每一次文件传送时先打开后关闭