预备知识

源IP地址和目的IP地址

它是用来标识网络中不同主机的地址。两台主机进行通信时，发送方需要知道自己往哪一台主机发送，这就需要知道接受方主机的的IP地址，也就是目的IP地址，因为两台主机是要进行通信的，所以接收方需要给发送方进行一个响应，这时接收方主机就需要知道发送方主机的IP地址，也就是源IP地址。有了这两个地址，两台主机才能够找到对端主机。

源IP地址： 发送方主机的IP地址，保证响应主机“往哪放”
目的IP地址： 接收方主机的IP地址，保证发送方主机“往哪发”

端口号

端口号是属于传输层协议的一个概念，它是一个16位的整数，用来标识主机上的某一个进程

公网IP地址是用来标识全网内唯一的一台主机，端口号又是用来标识一台主机上的唯一一个进程，所以IP地址+端口号 就可以标识全网内唯一一个进程

TCP协议和UDP协议

传输层的协议

TCP(Transmission Control Protocol)协议： 传输控制协议

传输层协议
有连接
可靠传输
面向字节流

UDP(User Datagram Protocol)协议： 用户数据报协议

传输层协议
无连接
不可靠传输
面向数据报

网络字节序

内存中的多字节数据的存储相对于内存地址有大端和小端之分：

大端字节序： 高位存放在低地址，低位存放在高地址
小端字节序： 低位存放在低地址，高位存放在高地址

在这里插入图片描述

如果双方主机的数据在内存存储的字节序不同，就会造成接收方收到的数据出现偏差，所以为了解决这个问题，有了下面的规定：

TCP/IP协议规定，网络数据流采用大端字节序，不管这台主机是大端机还是小端机, 都会按照这个TCP/IP规定的网络字节序来发送/接收数据

下面几个API提供给我们用来做网络字节序和主机字节序的转换

#include <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

说明：

h代表的是host，n代表的是network，s代表的是16位的短整型，l代表的是32位长整形
如果主机是小端字节序，函数会对参数进行处理，进行大小端转换
如果主机是大端字节序，函数不会对这些参数处理，直接返回

socket API

API

// 创建 socket 文件描述符 (TCP/UDP, 客户端 + 服务器)
int socket(int domain, int type, int protocol);
// 绑定端口号 (TCP/UDP, 服务器)
int bind(int socket, const struct sockaddr *address,
socklen_t address_len);
// 开始监听socket (TCP, 服务器)
int listen(int socket, int backlog);
// 接收请求 (TCP, 服务器)
int accept(int socket, struct sockaddr* address,
socklen_t* address_len);
// 建立连接 (TCP, 客户端)
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
socklen_t addrlen);

sockaddr结构体

在这里插入图片描述

sockaddr_in的结构： 因为我们主要用到网络通信，所以这里主要介绍这个结构体，打开/usr/include/linux/in.h

在这里插入图片描述

并且搜索之下找到了struct的in_addr的说明，是32位的IP的地址。

在这里插入图片描述

地址转换函数

IP地址可以用点分十进制的字符串（如127.0.0.1），也可以用一个32位整数表示，其中就涉及到二者之间的转换，以下是二者相互转换的库函数：

字符串转in_addr的函数：

#include <arpa/inet.h>

int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
in_addr_t inet_addr(const char *cp);
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);