TCP/IP网络编程 第四章 第五章 习题解答_tcp是可靠传输协议,但在网络通信过程中可能丢失数据,通过ack和seq说明tcp

1.说明TCP/IP 的四层协议栈，并说明TCP / UDP 套接字经过的层级结构差异

从上到下

应用层->tcp->ip->链路层

应用层->udp->ip->链路层

2.请说出TCP /IP中链路层和IP层的作用，并给出两者的关系

数据链路层通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路，为IP 层提供数据传送服务。（链路层是网络通信的物理基础）

网络层通过路由选择算法，为分组选择最适当的路径，实现两个端系统之间的数据透明传送。

3.为什么要把TCP/IP分为四层和七层，并给出两者关系

ARPANET 的研制经验表明，对于复杂的计算机网络协议，其结构应该是层次式的。
分层的好处：隔层之间是独立的，灵活性好，结构上可以分隔开，易于实现和维护，能促进标准化工作。

4.listen（）调用后才可以accept

5.什么时候创建连接请求队列，有何作用，和accept什么关系

调用listen函数时创建了连接请求等待队列。它是存储客户端连接请求信息的空间。accept函数调用后，将从连接请求队列中取出连接请求信息，并与相应客户端建立连接。

6.客户端为什么不需要调用bind()函数分配地址，如果不调用bind（）函数，如何向套接字分配 IP 和端口

客户端是请求连接的程序，不是一个接收连接的程序。所以，服务器的地址信息是更重要的因素，没有必要通过bind函数明确地分配地址信息。但是，要想和服务器通信，必须将自己的地址信息分配到套接字上，因此，在connect函数调用时，自动把IP地址和端口号输入到套接字上。

7.

第五章

1.TCP套接字连接设置的三次握手过程，尤其是三次数据交换过程中每次收发的数据内容

网上很多，就不一一赘述了

2.TCP是可靠的数据传输协议，但是在网络通信过程中可能丢失数据，请通过ACK和SEQ说明TCP是通过何种机制保证丢失数据的可靠传输

seq用于给数据字节编号，ack用于确认收到编号的信息。每次传输信息时同时发送seq(表示发送数据最后一个字节的编号)，收到数据的主机以seq为基础回复发送数据的主机ack(表示已收到数据的最后一个字节的编号+1)。通过这种机制，传输数据的主机就知道数据是否被正确接收。在不正确传输时，可以重传数据。  

3.TCP套接字中调用write函数和read函数时数据如何移动，结合I/O缓冲说明.

TCP调用write时数据就向端口的输出缓冲区移动。然后经过网络传输传输到对方主机套接字的输入缓冲。这样，输入缓冲中存储的数据通过read函数的响应来读取。

4对方主机的输入缓冲剩余50字节空间时，若本方主机通过write函数请求传输70字节，问TCP如何处理这种情况？

TCP通过滑动窗口协议，保证有剩余缓冲空间时继续接受数据

5.TCP_SERVER.C

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
void error_handing( char * message);
int main(int argc,char * argv[]){
  int  serv_sock,clnt_sock;
  int str_len,i;
  struct sockaddr_in servaddr;
  struct sockaddr_in clntaddr;
  socklen_t clnt_addr_size;
  char read_buf[100];
  char meg1[]="hello client";
  char meg2[]="i'm server";
  char meg3[]="nice to meet you";
  char * str_arr[]={meg1,meg2,meg3};
  if(argc!=2){
    printf("Usage: %s <port> \n",argv[0]);
    exit(1);
  }
    serv_sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(serv_sock==-1)
    error_handing("socket() error");
    memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family=AF_INET;
    servaddr.sin_port= htons(atoi(argv[1]));
    servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
    if(bind(serv_sock,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))==-1)
     error_handing("bind() error");
    if(listen(serv_sock,5)==-1)
    error_handing("listen() error");
    clnt_addr_size=sizeof(clntaddr);
    clnt_sock=accept(serv_sock,(struct sockaddr*)&clntaddr,&clnt_addr_size);
    if(clnt_sock==-1)
    error_handing("accept() error");
    for(i=0;i<3;i++){
       str_len=strlen(str_arr[i])+1;
    //    write(clnt_sock,(char *)(&str_len),4);
       write(clnt_sock,str_arr[i],str_len);
 
     //  read(clnt_sock,(char *)(&str_len),4);
       read(clnt_sock,read_buf,str_len);
       puts(read_buf);
 
    }
    close(clnt_sock);
    close(serv_sock);
    return 0;
}
void error_handing(char * message){
    fputs(message,stderr);
    fputc('\n',stderr);
    exit(1);
}

TCP_CLIENT.C

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
void error_handing( char * message);
int main(int argc, char * argv[]){
  int sock;
  char read_buf[100];
  struct sockaddr_in serv_addr;
  int str_len,i;
  char meg1[]="hello server";
  char meg2[]="i'm client";
  char meg3[]="nice to meet you";
  char * str_arr[]={meg1,meg2,meg3};
  if(argc!=3){
    printf("Usage: %s <IP> <port> \n",argv[0]);
    exit(1);
  }
      sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
      if(sock==-1){
        error_handing("socker() error");
      }
       memset(&serv_addr,0,sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family=AF_INET;
    serv_addr.sin_port= htons(atoi(argv[2]));
    serv_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
    if(connect(sock,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr))==-1)
    error_handing("connect()  error");
    for(i=0;i<3;i++){
       // read(sock,(char *)&str_len,4);
        read(sock,read_buf,str_len);
        puts(read_buf);
 
        str_len=strlen(str_arr[i])+1;
        //write(sock,(char *)&str_len,4);
        write(sock,str_arr[i],str_len);
    }
   close(sock);
return 0;
 
}
void error_handing( char * message){
 fputs(message,stderr);
 fputc('\n',stderr);
 exit(1);
}

6.收发文件的服务端实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#define BUFSIZE 30
void error_handing(char * message);
int main(int argc,char *argv[]){
  int serv_sock,clnt_sock;
  socklen_t clnt_addr_sz;
   FILE * fp;
   int read_cnt;
   char buf[BUFSIZE];
   struct sockaddr_in serv_addr,clnt_addr;
   if(argc!=2){
    printf("Usage %s <port>",argv[0]);
    exit(1);
   }
   fp=fopen("file_server.cc","rb");
   serv_sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
   if(serv_sock==-1){
    error_handing("socker() error");
   }
    memset(&serv_addr,0,sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));
    serv_addr.sin_family=AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
    if(bind(serv_sock,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr))==-1){
        error_handing("bind() error");
    }
   listen(serv_sock,5);
   clnt_addr_sz=sizeof(clnt_addr);
    clnt_sock=accept(serv_sock,(struct sockaddr*)&clnt_addr,&clnt_addr_sz);
    if(clnt_sock==-1){
        error_handing("accept() error");
    }
    while(1){
           read_cnt=fread((void *)buf,1,BUFSIZE,fp);
           if(read_cnt<BUFSIZE)
           {
             write(clnt_sock,buf,read_cnt);
              break;
           }
             write(clnt_sock,buf,BUFSIZE);
    }
    shutdown(clnt_sock,SHUT_WR);
    read(clnt_sock,buf,BUFSIZE);
    printf("message from server: %s \n",buf);
    fclose(fp);
    close(clnt_sock);
    close(serv_sock);
    return 0;
}
void error_handing(char * message){
    fputs(message,stderr);
    fputc('\n',stderr);
    exit(1);
}

FILE_CLIENT.C

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#define BUFSIZE 30
void error_handing(char * message);
int main(int argc,char *argv[]){
   int serv_sock;
   FILE * fp;
   char buf[BUFSIZE];
   int read_cnt;
   struct sockaddr_in serv_addr;
   if(argc!=3){
    printf("Usage %s <ip> <port> ",argv[0]);
    exit(1);
   }
     fp=fopen("receive.dat","wb");
    serv_sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(serv_sock==-1){
        error_handing("socket() error");
    }
     memset(&serv_addr,0,sizeof(serv_addr));
     serv_addr.sin_family=AF_INET;
     serv_addr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
     serv_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
     connect(serv_sock,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr));
     while(read_cnt=read(serv_sock,buf,BUFSIZE)!=0){
        fwrite((void *)buf,1,read_cnt,fp);
     }
     puts("Received file data");
     sprintf(buf,"that's all");
     write(serv_sock,buf,10);
     fclose(fp);
     close(serv_sock);
     return 0;
 
}
void error_handing(char * message){
    fputs(message,stderr);
    fputc('\n',stderr);
    exit(1);
}