讲解
- 网络基础知识
- 网络编程
- tcp编程流程
- 图示理解
- bind和accept函数理解
- 监视套接字和链接套接字理解
- linux和window下的编程实现
- tcp特点
- udp编程流程
- 图示理解
- udp特点
- http编程流程
- 图示+理解
- 编程实现-网站服务器
网络基础知识
OSI分层:应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
tcp/ip: 应用层 传输层 网络层 数据链路
ip地址:唯一标识一台主机
ipv4 32位 ipv6 128位 寻址 可以反映物理上的一个变化
MAC地址:48 固化在计算机中
ip地址又两部分构成:网络号+主机号
端口号:标识一个应用程序的代号 短整型
协议:共同遵守的约定 tcp协议 网络中的规则
ip , http/https,/ftp, tcp/
ipv4头部结构
4位头部长度:表示15行 每行4字节就是60字节 减去 基本的20字节 剩余的选项 40字节
TCP头部结构
剩余的选项仍然是 40字节
应用程序传递数据的一个过程
tcp协议
这四层:应用层 传输层 网络层 数据链路
ip地址由网络号和主机号共同构成的
"129.168.1.1"点分十进制转化为
无符号整型:
unsignal int inet_addr();
无符号整型转化为点分十进制:
inet_ntoa();
每一个字节8位 都是十进制转化的,最后将四个字节组合在一起,变成一个无符号整型
大端:网络字节序列 htons()
地址:ip+port
表示Ipv4的地址结构
struct socketaddr_in ipv4;
通用的套接字地址
struct socketaddr;
套接字
像手机一样进行数据的收发
需要让服务器先运行起来,客户端主动连接服务器,所以服务器需要把自己的ip 和端口告诉客户端
在Windows下查看ip地址
ipconfig
Linux下查看虚拟机ip地址
ifconfig
判断两个主机是否连通
ping
无法访问目标主机 ,说明该网络下没有这个主机
请求超时,可能有防火墙 没有成功
网络编程
tcp编程流程
图示理解
tcp服务器 ,客户端编程流程
bind和accept函数理解
bind就是看看saddr得ip地址端口有没有问题,ip地址是不是写错了,端口是不是被占用了,如果没有问题,就将表示符合该地址绑定,取名成功
int c = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len);
服务器会在该行阻塞,等待用户端的连接,一旦connect成功,阻塞结束,得到新的描述符c,该c对应刚才的客户端,类似一个链接,每个c都对应一个客户端,表示一条链接。
监视套接字和链接套接字理解
监听套接字 都是这一个 类似文件描述符 在一个进程中,fd都是3 不变
链接套接字:一个链接 由于服务器012 被占用 监视套接字是3 所以链接套接字从4开始,说明一个客户端和服务器链接上了,如果另一个客户端链接,那就是5 …
如果不理解,可以看这篇文章,讲的挺通俗易懂的:
监视套接字和链接套接字
int c = accept(sockfd,(struct sockaddr*) &caddr,&len);//阻塞
服务器刚开始是不知道客户端的地址的,所以先 &caddr 把结构体放这里,等客户端根据服务器给的ip端口找到connect,此时accept接收,这个时候就知道了客户端的地址和ip,存储在caddr
为什么c变成了4 原来的sockfd是3 而客户端的sockfd一直是3
类似用你的手机3给10086电话,你的电话号不变,一直是3 服务器类似一个服务中心,服务器刚开始也是10086 即3号手机接收,接听到了一个用户,就转接到另一个人工客服接听,即4 号手机,原来的3号手机继续接听客户的电话。一次类推。
linux和window下的编程实现
ser.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
int main()
{
int sockfd = socket (AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd == -1)
{
exit(1);
}
struct sockaddr_in saddr, caddr;
memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(6000);
saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.49");//“127.0.0.1”
int res = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
if ( res == -1)
{
printf("bind err\n");
exit(1);
}
res = listen(sockfd,5);
if ( res == -1 )
{
exit(1);
}
while( 1 )
{
socklen_t len = sizeof(caddr);
int c = accept(sockfd,(struct sockaddr*) &caddr,&len);//阻塞
if ( c < 0 )
{
continue;
}
printf("accept c=%d\n",c);
char buff[128] = {0};
int n = recv(c,buff,127,0);//阻塞
printf("buff=%s\n",buff);
send(c,"ok",2,0);
close(c);
}
}
cli.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
int main()
{
int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if ( sockfd == -1)
{
exit(1);
}
struct sockaddr_in saddr;
memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(6000);
saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.49");
int res = connect(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
if ( res == -1)
{
printf("connect err\n");
exit(1);
}
send(sockfd,"hello",5,0);
char buff[128] = {0};
recv(sockfd,buff,127,0);//ok
printf("buff=%s\n",buff);
close(sockfd);
}
Windows系统上的服务器和客户端
//window servier
#if 0
//ConsoleApptcp.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <WinSock2.h> //网络头文件
#include <string.h>
#include <ws2tcpip.h> //socklen_t
#include <iostream>
using namespace std;
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") //网络库文件
//初始化网络库
void InitNetwork() {
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (err != 0)
{
return;
}
}
int main()
{
InitNetwork();
SOCKET sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd == INVALID_SOCKET)
{
cout << "socket err" << endl;
return 0;
}
struct sockaddr_in saddr;
memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(6000);
//saddr.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
saddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.1.32");//这个要用需要加宏定义
//saddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_pton(AF_INET,"192.168.1.50",NULL);
int res = bind(sockfd, (SOCKADDR*)&saddr, sizeof(saddr));
if (res == SOCKET_ERROR)
{
cout << "bind err" << endl;
return 0;
}
if (listen(sockfd, 5) == SOCKET_ERROR)
{
cout << "listen err" << endl;
return 0;
}
while (true)
{
//struct sockaddr_in caddr;
SOCKADDR_IN caddr;
socklen_t len = sizeof(caddr);
int c = accept(sockfd, (SOCKADDR*)&caddr, &len);
if (c == INVALID_SOCKET)
{
continue;
}
cout << "accept c=" << c << endl;
char buff[128] = { 0 };
while (true)
{
if (recv(c, buff, 127, 0) <= 0)
{
break;
}
cout << buff << endl;
send(c, "ok", 2, 0);
}
closesocket(c);
}
}
#endif
//windows client
#if 0
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <WinSock2.h> //网络头文件
#include <string.h>
#include <ws2tcpip.h> //socklen_t
#include <iostream>
using namespace std;
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") //网络库文件
//初始化网络库
void InitNetwork() {
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (err != 0)
{
return;
}
}
int main()
{
InitNetwork();
SOCKET sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd == INVALID_SOCKET)
{
cout << "socket err" << endl;
return 0;
}
struct sockaddr_in saddr;
memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(6000);
saddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.1.49");
int res = connect(sockfd, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr));
if (res == -1)
{
cout << "connect err" << endl;
closesocket(sockfd);
WSACleanup();
}
while (true)
{
cout << "input" << endl;
char buff[128] = { 0 };
cin >> buff;
if (strncmp(buff, "end", 3) == 0)
{
break;
}
send(sockfd, buff, strlen(buff), 0);
memset(buff, 0, 128);
recv(sockfd, buff, 127, 0);
cout << buff << endl;
}
closesocket(sockfd);
WSACleanup();
return 0;
}
#endif
tcp特点
int n = recv(c,buff,1,0);
一次只收一个字符
当发送速度快,会一起写到缓冲区,然后一起发送,数据太大,会拆开发送
套接字有发送缓冲区和接收缓冲区
netstat
应答确认 超时重传
乱序重拍 去重
滑动窗口控制
tcp特点
面向连接的 可靠的 流式服务
udp编程流程
图示理解
udp特点
无连接 不可靠 数据报服务
双方无连接:服务器关了,再起启动,发送消息还是能收到,在建立一个客户端,也可以发送信息。
udp发送数据时,要保证数据收完,否则其他数据就丢了
严格的一对一,发几次收几次
一个端口可以被一个套接字绑定,可以绑定两个,是协议不同
tcp在应用层面不丢数据,底层会丢,网络层,丢了重发就行,tcp自身保证其可靠性
tcp适合传文件 丢一个字节都不行
udp适合视频通话 丢包就是卡了
http编程流程
图示+理解
应用层 http 浏览器和服务器之间的通讯
传输层 tcp
两次以上的请求复用了同一个tcp连接,就是长连接
http用80号端口
https用443号端口
小于1024的端口,需要管理员才能访问
后面有\r\n结束
最后一行还有一个\r\n
content_length 不包含报头
服务器收到浏览器的信息,放到buff数组里,服务器知道了浏览器想访问的资源就是index.html,服务器需要做的是找到该资源,发给浏览器就行
浏览器会自己发起一个请求,去访问图标
这是一组请求,可能会有多次请求,在一次点击的过程中
编程实现-网站服务器
myhttp.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#include<fcntl.h>
#define PATH "/home/ittao/code/day17"
int socket_init();
char *get_filename(char buff[])
{
if(buff==NULL){
return NULL;
}
char *ptr=NULL;
char*s=strtok_r(buff," ",&ptr);
if(s==NULL){
return NULL;
}
printf("way:%s\n",s);
s=strtok_r(NULL," ",&ptr);
return s;
}
void *thread_fun(void *arg)
{
int c = (int)arg;
while (1)
{
char buff[4096] = {0};
int n = recv(c, buff, 4095, 0);
if(n<=0){
break;
}
printf("buff:%s\n", buff);
char*filename=get_filename(buff);
if(filename==NULL){
send(c,"http err:404",12,0);
break;
}
printf("filename:%s\n",filename);
char path[256]={PATH};
if(strcmp("/",filename)==0){
strcat(path,"/index.html");
}else{
strcat(path,filename);
}
int fd=open(path,O_RDONLY);
if(fd==-1){
send(c, "http err:404", 12, 0);
}
int filesize=lseek(fd,0,SEEK_END);
lseek(fd,0,SEEK_SET);
char http_head[256]={" my HTTP/1.1 200 OK\r\n"};
strcat(http_head,"Server:myhttp\r\n");
sprintf(http_head+strlen(http_head),"Content-Length:%d\r\n",filesize);
strcat(http_head,"\r\n");
send(c,http_head,strlen(http_head),0);
char data[1024];
int num=0;
while((num=read(fd,data,1024))>0){
send(c,data,num,0);
}
close(fd);
}
close(c);
printf("client close\n");
pthread_exit(NULL);
}
int accept_client(int sockfd)
{
struct sockaddr_in caddr;
int len = sizeof(caddr);
int c = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len);
return c;
}
int main()
{
int sockfd = socket_init();
if (sockfd == -1)
{
exit(1);
}
while (1)
{
int c=accept_client(sockfd);
if (c != -1)
{
pthread_t id;
pthread_create(&id, NULL, thread_fun, (void *)c);
}
}
}
int socket_init()
{
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd == -1)
{
return -1;
}
struct sockaddr_in saddr;
memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(80);
saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.49");
int res = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));
if (res == -1)
{
printf("bind err\n");
return -1;
}
res = listen(sockfd, 5);
if (res == -1)
{
return -1;
}
return sockfd;
}