网络编程day02（字节序、TCP编程）

news2024/11/18 3:44:54

目录

【1】字节序

1》大小端转换

2》端口转换 

 3》IP地址转换

主机字节序转换为网络字节序 （小端序->大端序）

网络字节序转换为主机字节序（大端序->小端序）

 【2】TCP编程

1》流程

2》函数接口

1> socket

2> bind

3> listen

4> accept

 5> recv

 6> connect

7> send

 3》代码展示

1>服务器代码

2> 客户端代码

 4》改进版

 1> 服务器代码

2> 客户端代码

【1】字节序

1》大小端转换

字节序：不同类型的cpu主机，内存存储大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序。

分类：

小端序（little-endian） - 低序字节存储在低地址 (主机字节序)

大端序（big-endian）- 高序字节存储在低地址 (网络字节序)

网络中传输的数据必须使用网络字节序，即大端字节序

终端显示的数据必须是主机字节序，即小端字节序

 写一个程序，判断当前主机的字节序

测试方式：共用体，数据类型强转，指针强转

共用体：

#include <stdio.h>
 
union w
{
   short a;
   char b;
}c;
 
 
int main(int argc, char const *argv[])
{
    c.a = 0x12345678;
    printf("%#x\n",c.b);      //0x78
    return 0;
}

 数据类型强转、指针强转：

#include <stdio.h>

int main()
{
int a = 0x12345678;
printf("数据类型强转： %#x\n",(char)a);
char *p=(char *)&a;
printf("指针强转：%#x\n",*p);
return 0;
}

网络传输中,需要将每个主机的主机字节序(CPU决定),转换为网络中统一顺序的网络字节序，才能供双方主机去识别。

只需要转换IP和port就可以,不需要转换传输的数据包的字节序，因为IP和port为 4个字节和2个字节, 而数据报一般都为char类型, 占一个字节，根据字节序的性质,内存存储大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序，所以char类型并不具有字节序的概念。

2》端口转换 

主机字节序转换为网络字节序（小端序-->大端序）

u_long htonl (u_long hostlong); //host to internet long

u_short htons (u_short short); //掌握这个

网络字节序转换为主机字节序（大端序-->小端序）

u_long ntohl (u_long hostlong);

u_short ntohs (u_short short);

 

 3》IP地址转换

主机字节序转换为网络字节序 （小端序->大端序）

in_addr_t inet_addr(const char *strptr); //该参数是字符串

typedef uint32_t in_addr_t;

struct in_addr {

in_addr_t s_addr;

};

功能: 主机字节序转为网络字节序

参数: const char *strptr: 字符串

返回值: 返回一个无符号长整型数(无符号32位整数用十六进制表示),

否则NULL

网络字节序转换为主机字节序（大端序->小端序）

char *inet_ntoa(stuct in_addr inaddr);

功能: 将网络字节序二进制地址转换成主机字节序。

参数: stuct in_addr in addr : 只需传入一个结构体变量

返回值: 返回一个字符指针, 否则NULL;

 【2】TCP编程

（C/S架构：client server         B/S架构：browser server）

1》流程

服务器-------------------------------------------------------------------》接电话者

1> 创建套接字（socket）---------------》有手机

2> 指定网络信息---------------------------》有号码

3> 绑定套接字（bind）------------------》绑定手机（插卡）

4> 监听套接字（listen）-----------------》待机

5> 接收客户端连接连接请求（accept）--》接电话

6> 接收、发送数据（recv send）---》通话

7> 关闭套接字（close）-----------------》挂电话

客户端-------------------------------------------------------------------》打电话者

1> 创建套接字（socket）------------》有手机

2> 指定（服务器）网络信息--------》有对方的号码

3> 连接（connect）-------------------》拨打电话

4> 接收发送消息（recv send）---》通话

5> 关闭套接字（close）------------》挂电话

2》函数接口

1> socket

int socket(int domain, int type, int protocol);

功能：创建套接字

参数：

domain：协议族

          AF_UNIX, AF_LOCAL        本地通信

          AF_INET                             IPv4

          AF_INET6                           IPv6

type：套接字类型

          SOCK_STREAM:流式套接字

          SOCK_DGRAM：数据报套接字

          SOCK_RAW：原始套接字

protocol：协议 - 填0 自动匹配底层 ，根据type

系统默认自动帮助匹配对应协议

传输层：IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_ICMP

网络层：htons(ETH_P_IP|ETH_P_ARP|ETH_P_ALL)

返回值：

成功 文件描述符

失败 -1，更新errno

2> bind

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

功能：绑定

参数：

socket：套接字

addr：用于通信结构体 (提供的是通用结构体，需要根据选择通信方式，填充对应结构体-通信当时socket第一个参数确定)

addrlen：结构体大小

返回值：成功 0 失败-1,更新errno

通用结构体：

struct sockaddr {

sa_family_t sa_family;

char sa_data[14];

}

ipv4通信结构体：

struct sockaddr_in {

sa_family_t sin_family;

in_port_t sin_port;

struct in_addr sin_addr;

};

struct in_addr {

uint32_t s_addr;

};

本地通信结构体：

struct sockaddr_un {

sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */

char sun_path[108]; /* pathname */

};

3> listen

int listen(int sockfd, int backlog);

功能:监听，将主动套接字变为被动套接字

参数：

sockfd：套接字

backlog：同时响应客户端请求链接的最大个数，不能写0.

不同平台可同时链接的数不同，一般写6-8个

(队列1：保存正在连接)

(队列2，连接上的客户端)

返回值：成功 0 失败-1,更新errno  

4> accept

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

accept(sockfd,NULL,NULL);

功能：阻塞函数，阻塞等待客户端的连接请求，如果有客户端连接，

则accept()函数返回，返回一个用于通信的套接字文件;

参数：

Sockfd ：套接字

addr： 链接客户端的ip和端口号

如果不需要关心具体是哪一个客户端，那么可以填NULL;

addrlen：结构体的大小

如果不需要关心具体是哪一个客户端，那么可以填NULL;

返回值：

成功：文件描述符; //用于通信

失败：-1，更新errno

 5> recv

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

功能: 接收数据

参数：

sockfd： acceptfd ;

buf 存放位置

len 大小

flags 一般填0，相当于read()函数

MSG_DONTWAIT 非阻塞

返回值：

< 0 失败出错 更新errno

==0 表示客户端退出

>0 成功接收的字节个数

 6> connect

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

功能：用于连接服务器；

参数：

sockfd：socket函数的返回值

addr：填充的结构体是服务器端的；

addrlen：结构体的大小

返回值

-1 失败，更新errno

正确 0

7> send

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

功能：发送数据

参数：

sockfd:socket函数的返回值

buf：发送内容存放的地址

len：发送内存的长度

flags：如果填0，相当于write();

 3》代码展示

1>服务器代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    char buf[128] = {0};
    // 1.创建套接字（socket）---------------》有手机
    int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (socketfd < 0)
    {
        perror("socket err\n");
        return -1;
    }
    printf("socketfd: %d\n", socketfd);
    // 2.指定(自己）网络信息--------------------》有号码
    // struct sockaddr_in
    // {
    //     sa_family_t sin_family;  /* address family: AF_INET */
    //     in_port_t sin_port;      /* port in network byte order */
    //     struct in_addr sin_addr; /* internet address */
    // };

    // /* Internet address. */
    // struct in_addr
    // {
    //     uint32_t s_addr; /* address in network byte order */
    // };

    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;//协议组　IPv4
    saddr.sin_port = htons(8888);//端口号
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.253.145");//本机地址
    // 3.绑定套接字（bind）------------------》绑定手机（插卡）
    if (bind(socketfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("bind err\n");
        return -1;
    }
    printf("bind ok\n");
    // 4.监听套接字（listen）-----------------》待机
    if (listen(socketfd, 6) < 0)
    {
        perror("listen err\n");
        return -1;
    }
    printf("listen ok\n");
    // 5.接收客户端连接连接请求（accept）--》接电话
    int acceptfd = accept(socketfd, NULL, NULL);
    if (acceptfd < 0)
    {
        perror("accept err\n");
        return -1;
    }
    printf("acceptfd: %d\n", acceptfd);
    // 6.接收、发送数据（recv send）---》通话
    int ret;
    while (1)
    {
        ret = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);//接收客户端的数据
        if (ret < 0)
        {
            perror("recv error\n");
            return -1;
        }
        else if (ret == 0)//客户端退出
        {
            printf("client exit\n");
            break;
        }
        else
        {
            printf("buf: %s\n", buf);//打印接收到的数据
            memset(buf, 0, sizeof(buf));//清空缓存区的数据，防止影响下次接收
        }
    }

    // 7.关闭套接字（close）-----------------》挂电话
    close(acceptfd);
    close(socketfd);

    return 0;
}

2> 客户端代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    
    char buf[128] = {0};
    // 1.创建套接字（socket）------------》有手机
    int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (socketfd < 0)
    {
        perror("socket err\n");
        return -1;
    }
    printf("%d\n", socketfd);
    // 2.指定（服务器）网络信息--------》有对方的号码
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(8888);
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.253.145");
    // 3.连接（connect）-------------------》拨打电话
    if (connect(socketfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("connect err\n");
        return -1;
    }
    printf("connect ok\n");
    // 4.接收发送消息（recv send）---》通话
    while (1)
    {
        scanf("%s", buf);//输入数据
        // fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
        if(strcmp(buf,"exit")==0)//判断是否为exit
        {
            break;
        }
        // write(socketfd, buf, sizeof(buf));
        send(socketfd, buf, sizeof(buf), 0);//发送到服务器
        
    }

    // 5.关闭套接字（close）------------》挂电话
    close(socketfd);
    return 0;
}

 4》改进版

地址和端口都通过参数传入

自动获取本机地址0.0.0.0

增加来电显示功能：显示客户端连入的地址

 1> 服务器代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        perror("argc err\n");
        return -1;
    }
    char buf[128] = {0};
    // 1.创建套接字（socket）---------------》有手机
    int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (socketfd < 0)
    {
        perror("socket err\n");
        return -1;
    }
    printf("socketfd: %d\n", socketfd);
    // 2.指定(自己）网络信息--------------------》有号码
    // struct sockaddr_in
    // {
    //     sa_family_t sin_family;  /* address family: AF_INET */
    //     in_port_t sin_port;      /* port in network byte order */
    //     struct in_addr sin_addr; /* internet address */
    // };

    // /* Internet address. */
    // struct in_addr
    // {
    //     uint32_t s_addr; /* address in network byte order */
    // };

    struct sockaddr_in saddr,caddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");//全局地址，自动获取本机地址
    // saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    // 3.绑定套接字（bind）------------------》绑定手机（插卡）
    if (bind(socketfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("bind err\n");
        return -1;
    }
    printf("bind ok\n");
    // 4.监听套接字（listen）-----------------》待机
    if (listen(socketfd, 6) < 0)
    {
        perror("listen err\n");
        return -1;
    }
    printf("listen ok\n");
    // 5.接收客户端连接连接请求（accept）--》接电话
    while (1)//循环等待客户端链接
    {
        int len = sizeof(caddr);
        int acceptfd = accept(socketfd, (struct sockaddr *)&caddr,&len);
        if (acceptfd < 0)
        {
            perror("accept err\n");
            return -1;
        }
        printf("acceptfd: %d\n", acceptfd);
        printf("port: %d  ip: %s\n",ntohs(caddr.sin_port),inet_ntoa(caddr.sin_addr));//来电显示，显示客户端信息
        // 6.接收、发送数据（recv send）---》通话
        int ret;
        while (1)
        {
            ret = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);
            if (ret < 0)
            {
                perror("recv error\n");
                return -1;
            }
            else if (ret == 0)
            {
                printf("client exit\n");
                break;
            }
            else
            {
                printf("buf: %s\n", buf);
                memset(buf, 0, sizeof(buf));
            }
        }

        // 7.关闭套接字（close）-----------------》挂电话
        close(acceptfd);
    }
    close(socketfd);

    return 0;
}

2> 客户端代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (argc != 3)
    {
        perror("argc err\n");
        return -1;
    }
    char buf[128] = {0};
    // 1.创建套接字（socket）------------》有手机
    int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (socketfd < 0)
    {
        perror("socket err\n");
        return -1;
    }
    printf("%d\n", socketfd);
    // 2.指定（服务器）网络信息--------》有对方的号码
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    // 3.连接（connect）-------------------》拨打电话
    if (connect(socketfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("connect err\n");
        return -1;
    }
    printf("connect ok\n");
    // 4.接收发送消息（recv send）---》通话
    while (1)
    {
        // scanf("%s", buf);
        fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
        if (strcmp(buf, "exit\n") == 0)
        {
            break;
        }
        write(socketfd, buf, sizeof(buf));
        // send(socketfd, buf, sizeof(buf), 0);
    }

    // 5.关闭套接字（close）------------》挂电话
    close(socketfd);
    return 0;
}

今天的分享就到这里结束啦，如果有哪里写的不好的地方，请指正。
如果觉得不错并且对你有帮助的话点个关注支持一下吧！

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音视频入门基础&#xff1a;WAV专题系列文章&#xff1a; 音视频入门基础&#xff1a;WAV专题&#xff08;1&#xff09;——使用FFmpeg命令生成WAV音频文件 音视频入门基础&#xff1a;WAV专题&#xff08;2&#xff09;——WAV格式简介 音视频入门基础&#xff1a;WAV专题…
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ssm微信小程序校园失物招领论文源码调试讲解

ssm微信小程序校园失物招领论文源码调试讲解

第二章 开发技术与环境配置 以Java语言为开发工具&#xff0c;利用了当前先进的SSM框架&#xff0c;以MyEclipse10为系统开发工具&#xff0c;MySQL为后台数据库&#xff0c;开发的一个微信小程序校园失物招领。 2.1 Java语言简介 Java是由SUN公司推出&#xff0c;该公司于20…
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[git操作] git创建仓库上传github报错

[git操作] git创建仓库上传github报错

操作流程如下 使用 git init使用 git remote add origin 项目ssh链接git add . 报错如下 Bus error (core dumped)然后执行任何别的操作都会报错&#xff1a; fatal: Unable to create path .. /.git/index.lock: File exists.Another git process seems to be running in …
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​全国计算机软件中级资料分享

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全国计算机软件中级资料分享 软考资料分析 软件设计师中间 免费资料 链接:https://pan.baidu.com/s/1GqbgIq_D0uZd-uuhIhG-Sg?pwd2atp 提取码:2atp 复制这段内容后打开百度网盘手机App&#xff0c;操作更方便哦 求个免费关注不过分吧。
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vue实现评论滚动效果

vue实现评论滚动效果

vue插件实现滚动效果 一、安装组件 官网地址&#xff1a;https://chenxuan0000.github.io/vue-seamless-scroll/ 1、vue2安装 npm install vue-seamless-scroll --savevue3安装 npm install vue3-seamless-scroll --save二、组件引入 <template><div v-if"…
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OpenCV 与 Matplotlib 的结合使用：轮毂检测与目标跟踪

OpenCV 与 Matplotlib 的结合使用：轮毂检测与目标跟踪

目录 绘制轮廓图像 实现思路 1. 读取图像并转换为灰度图像 2. 二值化处理 3. 查找轮廓 4. 绘制轮廓 5. 显示结果 代码实现 效果展示 动态逐步显示轮廓结果 实现思路 1. 读取图像并缩放 2. 转换为灰度图像 3. 二值化处理 4. 查找轮廓 5. 动态显示轮廓 6. 显示最…
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基于图神经网络的最大独立集问题的目标分支

基于图神经网络的最大独立集问题的目标分支

文章目录 Abstract1 Introduction2 Related Work分支顶点选择图神经网络Abstract 分支归约方法结合了分支约束原则和归约规则，在处理以前无法管理的现实世界实例方面特别成功。分支策略决定下一个要在哪个顶点上进行分支。最近，最广泛使用的策略是选择最高度的顶点。 在这项…
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C++为什么要引入智能指针？

C++为什么要引入智能指针？

智能指针的必要性 C 引入智能指针主要是为了解决手动管理动态分配内存时可能出现的几个问题&#xff0c;特别是内存泄漏、野指针和异常安全等问题。智能指针通过封装原始指针的操作&#xff0c;提供自动化的内存管理机制&#xff0c;以减少这些问题的发生。 具体来说&#xff…
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c++基础补充

c++基础补充

c基础补充 函数补充函数声明函数的分文件编写 指针补充占用大小空指针坏指针野指针 C内存分区模型 函数补充 函数声明 #include <iostream> using namespace std;int max(int a,int b);int main() {int result max(1,3);cout << result << endl;return 0;…
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