Linux网络编程

一、TCP/IP理论基础

1、TCP/IP协议族：TCP/IP为协议族，有很多子协议，为一族。

TCP：传输控制协议    IP：网络协议

2、我们所做的为服务器应用软件开发，服务器：有相应的硬件，操作系统（电脑也为服务器，不过多了个显示）。

3、协议栈：存放很多协议的地方叫做协议栈，其范围是从协议无关层（如通用的socket层接口与设备层）到各个网络协议实现
4、传输加密过程：



5、Linux加密过程有四层，TCP/IP加密过程有七层，加密过程（TCP/IP）：



书P317

6、七层应用层的优缺点

1>七层过于复杂，数据不安全

2>四层数据安全，快速

6、七层应用层的优缺点

1>七层过于复杂，数据不安全

2>四层数据安全，快速

二、相关问题

（一）、IOS七层网络模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

Linux的TCP/IP四层概念模型：应用层、传输层、网际层、网络接口



一些网络协议解释：

1、TFTP：简单文件传输协议

2、FTP：简单邮件传输协议

3、NFS（Network Filesystems）：可以通过网络，让不同系统分享彼此文件

4、WAIS：

5、Telnet：远程登录协议

6、Smtp：简单邮件传输协议

7、Gopher：信息查询系统协议

8、Rlogin：实现UNIX主机之间远程登录

9、DNS（Domain Name System）：用于命名组织层次结构中的计算机和网络服务

10、TCP：传输控制协议

11、UDP：数据报协议：提供简单不可靠的信息传送服务

12、IP：将数据源送到目的地

13、ICMP：控制报文协议：用于传输出错报告控制信息

14、ARP：地址解析协议，根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议

15、RARP：反向地址转换协议，将局域网中某个主机物理地址转化为IP地址

地址协议主要为：IP、TCP、与UDP协议，http为TCP转化而来

（二）

1、传输控制协议TCP（连接可靠）：

1>三次握手：1、源主机A的TCP向目标主机B发送连接请求报文段    2、目标主机B的TCP收到连接请求报文段后，如同意发回确认    3、源主机A的TCP收到目标主机B的确认后，给目标主机B给出一个确认

A ---> B

 

//主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”，这是第一次对话；

 

A <--- B

 

//主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）

 

//的数据包：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话；

 

A ---> B

 

//主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话。

2、TCP与UDP区别：

1>量：UDP首部简单，每次传输数据量大，实时性好，而TCP首部相对复杂，每次传输数据量较小

2>安全：TCP需要三次握手，易受攻击，安全性较低

3>可靠：TCP通过三次握手建立一个全双工的连接，比较可靠，而UDP没有建立一个明确的连接，相对不可靠

4>速度：由于TCP要经历三次握手并且每次传播数据量较少，所以传输速度相对慢

5>阻塞：tcp要经历三次握手，相对容易堵塞。

三、五类IP：

四、socket（套接字）

（一）、UNIX网络便曾通过socket（套接字）接口实现，socket是一个文件描述符

（二）、scoket分为三类：

1、流式套接字（TCP协议中：SOCK_STREAM）

2、数据报套接字（UDP协议：SOCK_DGRAM）

3、原始套接字：主要用来测试协议

（三）、socket信息数据结构：

struct sockaddr

{

    u_short int sa_family;    //地址族

    char sa_date[14];    //14字节协议地址，即如192.162.1.120

};

//若sa_family置为AF_XXX形式，用的为IPV4，其他的为IPV6

struct sockaddr_in

{

    short int sin_famliy;    //Internet地址族

    unsigned short int sin_port    //端口号

    struct in_addr sin_addr    //    IP地址

    unsigned char sin_zero[0]    //一般置0

};

//IP地址找到服务器，端口号找到服务器上对应的服务器应用软件。

3、

struct in_addr

{

    long int s_addr;    //32位，这样IP形式：18-A9-05-2A-8D-FA

};

（四）、地址格式转换：

用户在表达地址时采用的是点分十进制表示的数值，而在通常使用的scoket编程中使用的则是32位网络字节序的二进制值，这就需要将这两个数值进行转换

1、inet_aton(const char *cp,struct in_addr *inp);

inet_aton函数用来将参数cp所指的网络地址字符串转换成网络使用的二进制数字，然后存于inp所指的in_addr结构中。in_addr结构为：

struct in_addr

{

    long int s_addr;    //32位，这样IP形式：18-A9-05-2A-8D-FA

};

2、inet_ntoa(struct in_addr in);

inet_ntoa用来将参数in所指的网络二进制的数值转换为网络地址，然后将指向此网络地址字符串的指针返回

（五）、字节序转化：

1、网络传输为大端字节序，计算机为小端字节序

字节序转化:

#incude <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(uint32 hostlong);

uint16_t htons(uint16 hostshort);

unit32_t ntohs(uint32 hostlong);

unit16_t ntohs(uint16 hostshort);

五、网络编程

包含头文件：#include <sys/types.h>    #incldue <sys/socket.h>

1、socket：创建一个套接字

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

domain:指定使用何种地址类型（IPV4，IPV6等）

type:建立何种连接

protocol用来指定socket所使用的传输协议编号，通常此参考不用管它，置0；

返回值：成功则返回Socket处理代码，失败返回-1

2、bind：用于绑定IP地址与端口号到socket（用于服务器）

int bind(int sockfd,struct *my_addr,int addrlen);

1>sockfd为socket函数成功的返回值

2>结构体指针指向的结构体：

struct sockaddr

{

    u_short int sa_family;    //地址族

    char sa_date[14];    //14字节协议地址，即如192.162.1.120

};

参数含义为将该结构体的内容，即IP地址和端口号传给socked

3>addreln即为结构体的长度

4>返回值：成功返回0，失败返回-1,错误原因存于errno中。

3、listen：用于等待连线

int listen(int s,int backlog);

1>参数s为套接字，参数backlog为设置的最大连接数

2>成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno。

4、accept：用于接受socket连线

int accept(int s,struct sockaddr *addr,int *addrlen);

accept用来接受参数s的socket连线。参数s的socket的socket必须先经过bind()、listen()函数处理，当有连线进来时accept会返回一个新的socket处理代码，往后的数据传送就由新的sockfd处理，而原来的处理代码可以接受新的连线要求。连线成功时，结构体参数就会被系统填入远程主机的地址数据，参数addrlen为结构体的长度。

5、connect：用于建立socket连接

int connect(int sockfd,struct sockaddr *serv_addr,int addrlen);

connect用于将参数sockfd的socked连接至参数serv_addr指定的网络地址

成功返回0，失败返回-1，错误原因存于errno中

6、Linux命令行修改网卡ip：

ifconfig：显示当前网卡ip

ifconfig eth0 192.168.1.120：修改网卡ip