linux网络编程2

一.数据包的传送

1.数据包在每层间的传送

传送方数据从运用层到链路层间都会添加信息，确保数据的能准确传入到接收方，而接受发从链路层到运用层会对添加的数据进行验证并删除

2.链路层的封包

封包的类型主要为两个，但常用的是以太网封装方法
目的地址和源地址都是MAC地址
类型指的是采用什么类型的协议

以太网常用在有线局域网；
IEEE常用在无线局域网；

3.网络层、传输层封包格式

其添加的数据如图中，每一行都占4个字节

二.字节序

1.概念

字节序是指多字节数据的存储顺序
在数据传输过程中字节序的不同会导致信息接收时理解错误，因此需要注意接收方和传送方的字节序

分类：
小端格式：将低位字节数据存储在低地址
大端格式：将高位字节数据存储在低地址

高地址为MSB；低地址为LSB

#include <stdio.h>

union un
{
	int a;
	char b;
};

int main(int argc,char const *argv[])
{
	union un myun;
	myun.a = 0x12345678;
	
	printf("a = %#x\n",myun.a);
	printf("b = %#x\n",myun.b);
	
	if(myun.b = 0x78)
	{
		printf("小端存储\n");
	}
	else
	{
		printf("大端存储\n");
	}
	return 0;
}

注意：

• 网络协议指定了通讯字节序为大端
• 只有在多字节数据处理时才需要考虑字节序
• 运行在同一台计算机上的进程互相通信时，一般不用考虑字节序
• 异构计算机之间通讯，需要转换自己的字节序为网络字节序，可以通过特定的函数进行转换

2.字节序转换函数

（1）转换为网络字节序函数

#include <arpa/inet.h>
//长整型
uint32_t htonl(uint32_t hostint32);

//短整型
uint16_t htons(uint16_t hostint16);

（2）转换为主机字节序函数

#include <arpa/inet.h>
//长整型
uint32_t ntohl(uint32_t hostint32);

//短整型
uint16_t ntohs(uint16_t hostint16);

三.IP地址转换

将用户识别的IP（为字符串）转换为机器能识别的整型

（1）地址间的相互转换：

#include <arpa/inet.h>
//将点分十进制字符串转换为32为无符号整数
int inet_pton(int family,const char *strptr,void *addrptr)

family：协议族，有AF_INET为IPV4的网络协议、AF_INET6
    为IPV6的网络协议
strptr：点分十进制字符串
addrptr：32位无符号整数的地址

#include <arpa/inet.h>
//将32位无符号整数转换为点分十进制字符串
const char *inet_ntop(int family,const void *addrptr,char *strptr,size_t len);

len：为strptr缓冲区长度

（2）用于IPV4地址的转换的函数
该两个函数在TCP和UDP网络编程中比较常用

#include <sys/sochet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

//将点分十进制字符串转换为整数
int_addr_t inet_addr(const char *cp)

//将整数转换为点分十进制字符串
char *inet_ntoa(struct in_addr in);

cp：为点分十进制的IP地址

in：为保存IP地址的结构体

四.UDP

1.概述

常用于语音和视频通话

特定：

• 相较于TCP速度稍快些
• 简单的请求、应答应用程序可以使用UDP
• 对于海量数据传输不应该使用UDP
• 广播和多播应用必须使用UDP

2.网络编程接口socket

socket（也称套接字）提供不同主机上的进程之间的通信；
其是一种文件描述符。代表了一个通信管道的一个端点；
对其操作类似于文件的操作，使用read、write等函数；
获取socket的方法为socket（）；

socket主要分类：

• SOCK_STREAM：流式套接字，用于TCP
• SOCK_DGRAM：数据报套接字，用于UDP
• SOCK_RAW：原始套接字，对于其他层次的协议操作时需要使用这个类型

3.UDP的C/S架构

UDP网络编程流程：

（1）服务器：
使用socket（）函数创建socket；
是用bind（）函数将服务器的ip地址、端口号和socket进行绑定；
使用recvfrom（）函数等待接收用户请求的发送；
使用sendto（）函数给用户发送数据；

（2）客户端：
使用socket（）函数创建socket；
使用sendto（）函数给服务器发送数据；
使用recvfrom（）函数接收服务器发送的数据；
使用close（）函数关闭socket

4.UDP编程

（1）socket函数创建socket

#include <sys/socket.h>
int socket(int family,int type,int protocol);

type：套接字类型
protocol：协议类别，有0、IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP等

特点：
创建socket时，系统不分配端口
创建的socket时指定发起服务的请求，当作为服务器时，需要将其该为被动的

（2）IPv4套接字地址结构
注意：
不同格式地址能被传入套接字函数，地址必须要强制转换成通用套接字地址结构体，因为不同场合使用的结构体不一样，但调用的函数是一样的；

以下三个在linux中都已经定义好了，能直接使用

#include <netinet/in.h>
struct in_addr
{
	in_addr_t s_addr;//IP地址
};

//网络编程中通用协议
//在定义源地址和目的地址时，使用下面结构体
struct socketaddr_in
{
	sa_family_t sin_family;//协议族
	in_port_t sin_port;//端口号
	struct in_addr sin_addr;//ip地址
	char sin_zero[8];//填充
};

//通用的地址结构体
struct sockaddr
{
	sa_family_t sa_family;//协议族
	char sa_data[14];//填充
};

当调用编程接口函数，且该函数需要传入地址结构时需要进行强制转换

bind(sockfd,(struct sockaddr*)&my_addr,sizeof(my_addr));