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Linux高并发服务器开发-4网络编程_linux 高并发服务器开发
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网络基础
1.网络结构模式
C/S结构（QQ）
服务器 - 客户机，即 Client - Server（C/S）结构。C/S 结构通常采取两层结构。服务器负责数据的管理，客户机负责完成与用户的交互任务。客户机是因特网上访问别人信息的机器，服务器则是提供信息供人访问的计算机。
在C/S结构中，应用程序分为两部分：服务器部分和客户机部分。服务器部分是多个用户共享的信息与功能，执行后台服务，如控制共享数据库的操作等；客户机部分为用户所专有，负责执行前台功能，在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能，并且可以在子程序间自由切换。
优点
- 能充分发挥客户端 PC 的处理能力，C/S 结构客户端响应速度快；
- 操作界面漂亮、形式多样；
- 管理信息系统具有较强的事务处理能力；
- 安全性较高。
缺点
- 客户端需要安装专用的客户端软件。
- 对客户端的操作系统一般也会有限制，不能够跨平台。
B/S结构（百度）
B/S 结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），是 WEB 兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器，如 Firefox 或 InternetExplorer，服务器安装 SQL Server、Oracle、MySQL 等数据库。浏览器通过 Web Server 同数据库进行数据交互。
优点
B/S 架构最大的优点是总体拥有成本低、维护方便、 分布性强、开发简单，可以不用安装任何专门的软件就能实现在任何地方进行操作，客户端零维护，系统的扩展非常容易，只要有一台能上网的电脑就能使用。
缺点
- 通信开销大、系统和数据的安全性较难保障;
- 个性特点明显降低；
- 协议一般是固定的：http/https
- 客户端服务器端的交互是请求-响应模式，通常动态刷新页面，响应速度明显降低。
2.MAC地址
网卡是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的计算机硬件，又称为网络适配器或网络接口卡NIC。其拥有 MAC 地址，属于 OSI 模型的第 2 层，它使得用户可以通过电缆或无线相互连接。每一个网卡都有一个被称为 MAC 地址的独一无二的 48 位串行号。
网卡的主要功能：1.数据的封装与解封装、2.链路管理、3.数据编码与译码。
MAC 地址（Media Access Control Address），直译为媒体存取控制位址，也称为局域网地址、以太网地址、物理地址或硬件地址，它是一个用来确认网络设备位置的位址，由网络设备制造商生产时烧录在网卡中。在 OSI 模型中，第三层网络层负责 IP 地址，第二层数据链路层则负责 MAC位址 。MAC 地址用于在网络中唯一标识一个网卡，
MAC 地址的长度为 48 位（6个字节），通常表示为 12 个 16 进制数，如：00-16-EA-AE-3C-40 就是一个MAC 地址，其中前 3 个字节，16 进制数 00-16-EA 代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE（电气与电子工程师协会）分配，而后 3 个字节，16进制数 AE-3C-40 代表该制造商所制造的某个网络产品（如网卡）的系列号。只要不更改自己的 MAC 地址，MAC 地址在世界是唯一的。形象地说，MAC 地址就如同身份证上的身份证号码，具有唯一性。
3.IP地址
IP 协议是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。IP 协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成“IP 数据报”格式**，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性”的特点。
IP 地址（Internet Protocol Address）是指互联网协议地址，又译为网际协议地址。IP 地址是 IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。
IP 地址是一个 32 位的二进制数，通常被分割为 4 个“ 8 位二进制数”（也就是 4 个字节）。IP 地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是 0~255 之间的十进制整数。例：点分十进IP地址（100.4.5.6），实际上是 32 位二进制数
（01100100.00000100.00000101.00000110）。
IP地址编址方式
每个 IP 地址包括两个标识码（ID），即网络ID 和主机 ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络 ID，网络上的一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）有一个主机 ID 与其对应。Internet 委员会定义了 5 种 IP 地址类型以适合不同容量的网络，即 A 类~ E 类。
一个 A 类 IP 地址是指， 在 IP 地址的四段号码中，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。
一个 B 类 IP 地址是指，在 IP 地址的四段号码中，前两段号码为网络号码。
一个 C 类 IP 地址是指，在 IP 地址的四段号码中，前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码。
特殊的网址
每一个字节都为 0 的地址（ “0.0.0.0” ）对应于当前主机；
IP 地址中的每一个字节都为 1 的 IP 地址（ “255.255.255.255” ）是当前子网的广播地址；
IP地址中不能以十进制 “127” 作为开头，该类地址中数字 127.0.0.1 到 27.255.255.255 用于回路测试，如：127.0.0.1可以代表本机IP地址。
子网掩码
**子网掩码（subnet mask）**又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个 IP 地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合 IP 地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个 IP 地址划分成网络地址和主机地址两部分。
子网掩码是一个 32 位地址，用于屏蔽 IP 地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该 IP地址是在局域网上，还是在广域网上。
4.端口
“端口” 是英文 port 的意译，可以认为是设备与外界通讯交流的出口。端口可分为虚拟端口和物理端口，其中虚拟端口指计算机内部或交换机路由器内的端口，不可见，是特指TCP/IP协议中的端口，是逻辑意义上的端口。例如计算机中的 80 端口、21 端口、23 端口等。物理端口又称为接口，是可见端口，计算机背板的 RJ45 网口，交换机路由器集线器等 RJ45 端口。电话使用 RJ11 插口也属于物理端口的范畴。
如果把 IP 地址比作一间房子，端口就是出入这间房子的门。真正的房子只有几个门，但是一个 IP地址的端口可以有 65536（即：2^16）个之多！端口是通过端口号来标记的，端口号只有整数，范围是从 0 到65535（2^16-1）。
端口类型
1.周知端口（Well Known Ports）
周知端口是众所周知的端口号，也叫知名端口、公认端口或者常用端口，范围从 0 到 1023，它们紧密绑定于一些特定的服务。例如 80 端口分配给 WWW 服务，21 端口分配给 FTP 服务，23 端口分配给Telnet服务等等。我们在 IE 的地址栏里输入一个网址的时候是不必指定端口号的，因为在默认情况下WWW 服务的端口是 “80”。网络服务是可以使用其他端口号的，如果不是默认的端口号则应该在地址栏上指定端口号，方法是在地址后面加上冒号“:”（半角），再加上端口号。比如使用 “8080” 作为 WWW服务的端口，则需要在地址栏里输入“网址:8080”。但是有些系统协议使用固定的端口号，它是不能被改变的，比如 139 端口专门用于 NetBIOS 与 TCP/IP 之间的通信，不能手动改变。
2.注册端口（Registered Ports）
端口号从 1024 到 49151，它们松散地绑定于一些服务，分配给用户进程或应用程序，这些进程主要是用户选择安装的一些应用程序，而不是已经分配好了公认端口的常用程序。这些端口在没有被服务器资源占用的时候，可以用用户端动态选用为源端口。
3.动态端口 / 私有端口（Dynamic Ports / Private Ports）
动态端口的范围是从 49152 到 65535。之所以称为动态端口，是因为它一般不固定分配某种服务，而是动态分配。
5.网络模型
OSI 七层参考模型
七层模型，亦称 OSI（Open System Interconnection）参考模型，即开放式系统互联。参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系，一般称为 OSI 参考模型或七层模型。
它是一个七层的、抽象的模型体，不仅包括一系列抽象的术语或概念，也包括具体的协议。
物数网传会表应
- 物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输，到达目的地后再转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特。
- 数据链路层：建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。定义了如何让格式化数据以帧为单位进行传输，以及如何让控制对物理介质的访问。将比特组合成字节进而组合成帧，用MAC地址访问介质。
- 网络层：进行逻辑地址寻址（IP地址），在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择。Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加，而网络层正是管理这种连接的层。
- 传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（ WWW 端口 80 等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP 特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如 QQ 聊天数据就是通过这种方式传输的）。 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。
- 会话层：通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求。
- 表示层：数据的表示、安全、压缩。主要是进行对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩等（也就是把计算机能够识别的东西转换成人能够能识别的东西（如图片、声音等）。
- 应用层：网络服务与最终用户的一个接口。这一层为用户的应用程序（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供网络服务。
TCP/IP 四层模型
现在 Internet（因特网）使用的主流协议族是 TCP/IP 协议族，它是一个分层、多协议的通信体系。TCP/IP协议族是一个四层协议系统，自底而上分别是数据链路层、网络层、传输层和应用层。每一层完成不同的功能，且通过若干协议来实现，上层协议使用下层协议提供的服务。
（1）应用层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很大，所以在 TCP/IP 协议中，它们被合并为应用层一个层次。
（2）由于传输层和网络层在网络协议中的地位十分重要，所以在 TCP/IP 协议中它们被作为独立的两个层次。
（3）因为数据链路层和物理层的内容相差不多，所以在 TCP/IP 协议中它们被归并在网络接口层一个层次里。只有四层体系结构的 TCP/IP 协议，与有七层体系结构的 OSI 相比要简单了不少，也正是这样，TCP/IP 协议在实际的应用中效率更高，成本更低。
四层介绍
- 应用层：应用层是 TCP/IP 协议的第一层，是直接为应用进程提供服务的。
（1）对不同种类的应用程序它们会根据自己的需要来使用应用层的不同协议，邮件传输应用使用
了 SMTP 协议、万维网应用使用了 HTTP 协议、远程登录服务应用使用了有 TELNET 协议。
（2）应用层还能加密、解密、格式化数据。
（3）应用层可以建立或解除与其他节点的联系，这样可以充分节省网络资源。 - 传输层：作为 TCP/IP 协议的第二层，运输层在整个 TCP/IP 协议中起到了中流砥柱的作用。且在运
输层中， TCP 和 UDP 也同样起到了中流砥柱的作用。 - 网络层：网络层在 TCP/IP 协议中的位于第三层。在 TCP/IP 协议中网络层可以进行网络连接的建立
和终止以及 IP 地址的寻找等功能。 - 网络接口层：在 TCP/IP 协议中，网络接口层位于第四层。由于网络接口层兼并了物理层和数据链
路层所以，网络接口层既是传输数据的物理媒介，也可以为网络层提供一条准确无误的线路。
6.协议
协议，网络协议的简称，网络协议是通信计算机双方必须共同遵从的一组约定。如怎么样建立连 接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信交流。它的三要素是：语 法、语义、时序。
为了使数据在网络上从源到达目的，网络通信的参与方必须遵循相同的规则，这套规则称为协议（protocol），它最终体现为在网络上传输的数据包的格式。
协议往往分成几个层次进行定义，分层定义是为了使某一层协议的改变不影响其他层次的协议。
常见协议
应用层常见的协议有：FTP协议（File Transfer Protocol 文件传输协议）、HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol 超文本传输协议）、NFS（Network File System 网络文件系统）。
传输层常见协议有：TCP协议（Transmission Control Protocol 传输控制协议）、UDP协议（User Datagram Protocol 用户数据报协议）。
网络层常见协议有：IP 协议（Internet Protocol 因特网互联协议）、ICMP 协议（Internet Control Message Protocol 因特网控制报文协议）、IGMP 协议（Internet Group Management Protocol 因特 网组管理协议）。
网络接口层常见协议有：ARP协议（Address Resolution Protocol 地址解析协议）、RARP协议 （Reverse Address Resolution Protocol 反向地址解析协议）。
UDP协议
1.源端口号：发送方端口号 2. 目的端口号：接收方端口号 3. 长度：UDP用户数据报的长度，最小值是8（仅有首部） 4. 校验和：检测UDP用户数据报在传输中是否有错，有错就丢弃
TCP协议
IP协议
生存时间：TTL，表明是数据报在网络中的寿命，即为“跳数限制”，由发出数据报的源点设置这个 字段。路由器在转发数据之前就把 TTL 值减一，当 TTL 值减为零时，就丢弃这个数据报。
协议：指出此数据报携带的数据时使用何种协议，以便使目的主机的 IP 层知道应将数据部分上交 给哪个处理过程，常用的 ICMP(1)，IGMP(2)，TCP(6)，UDP(17)，IPv6（41）
以太网帧协议
ARP协议
1.硬件类型：1 表示 MAC 地址
2.协议类型：0x800 表示 IP 地址
3.硬件地址长度：6 （MAC地址是48位，6字节）
4.协议地址长度：4 （IP地址是32位，4字节）
5.操作：1 表示 ARP 请求，2 表示 ARP 应答，3 表示 RARP 请求，4 表示 RARP 应答
网络通信过程
封装
上层协议是如何使用下层协议提供的服务的呢？其实这是通过封装（encapsulation）实现的。应用程序 数据在发送到物理网络上之前，将沿着协议栈从上往下依次传递。每层协议都将在上层数据的基础上加 上自己的头部信息（有时还包括尾部信息），以实现该层的功能，这个过程就称为封装。
分用
当帧到达目的主机时，将沿着协议栈自底向上依次传递。各层协议依次处理帧中本层负责的头部数据， 以获取所需的信息，并最终将处理后的帧交给目标应用程序。这个过程称为分用（demultiplexing）。 分用是依靠头部信息中的类型字段实现的
socket通信基础
1.socket介绍
所谓 socket（套接字），就是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。 一个套接字就是网络上进程通信的一端，提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。从所处的地位来讲，套接字上联应用进程，下联网络协议栈，是应用程序通过网络协议进行通信的接口， 是应用程序与网络协议根进行交互的接口。
socket 是由 IP 地址和端口结合的，提供向应用层进程传送数据包的机制。
socket 本身有“插座”的意思，在 Linux 环境下，用于表示进程间网络通信的特殊文件类型。本质为内核借助缓冲区形成的伪文件。既然是文件，那么理所当然的，我们可以使用文件描述符引用套接字。与管道类似的，Linux 系统将其封装成文件的目的是为了统一接口，使得读写套接字和读写文件的操作一致。区别是管道主要应用于本地进程间通信，而套接字多应用于网络进程间数据的传递。
// 套接字通信分两部分：
- 服务器端：被动接受连接，一般不会主动发起连接
- 客户端：主动向服务器发起连接
socket是一套通信的接口，Linux 和 Windows 都有，但是有一些细微的差别。
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2.字节序
现代 CPU 的累加器一次都能装载（至少）4 字节（这里考虑 32 位机），即一个整数。那么这 4 字节在内存中排列的顺序将影响它被累加器装载成的整数的值，这就是字节序问题。如果不达成一致的规则，通信双方将无法进行正确的编码/译码从而导致通信失败。
字节序，顾名思义字节的顺序，就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序(一个字节的数据当然就无需谈顺序的问题了)。
字节序分为大端字节序（Big-Endian） 和小端字节序（Little-Endian）。大端字节序是指一个整数的最高位字节（23 ~ 31 bit）存储在内存的低地址处，低位字节（0 ~ 7 bit）存储在内存的高地址处；小端字节序则是指整数的高位字节存储在内存的高地址处，而低位字节则存储在内存的低地址处。
字节序举例
小端字节序
大端字节序
字节序转换函数
当格式化的数据在两台使用不同字节序的主机之间直接传递时，接收端必然错误的解释之。解决问题的 方法是：发送端总是把要发送的数据转换成大端字节序数据后再发送，而接收端知道对方传送过来的数 据总是采用大端字节序，所以接收端可以根据自身采用的字节序决定是否对接收到的数据进行转换（小端机转换，大端机不转换）。
网络字节顺序是 TCP/IP 中规定好的一种数据表示格式，它与具体的 CPU 类型、操作系统等无关，从而 可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释，网络字节顺序采用大端排序方式。 BSD Socket提供了封装好的转换接口，方便程序员使用。包括从主机字节序到网络字节序的转换函数： htons、htonl；从网络字节序到主机字节序的转换函数：ntohs、ntohl。
/* h - host 主机，主机字节序 to - 转换成什么 n - network 网络字节序 s - short unsigned short l - long unsigned int 网络通信时，需要将主机字节序转换成网络字节序（大端）， 另外一段获取到数据以后根据情况将网络字节序转换成主机字节序。 // 转换端口 uint16_t htons(uint16_t hostshort); // 主机字节序 - 网络字节序 uint16_t ntohs(uint16_t netshort); // 网络字节序 - 主机字节序 // 转IP uint32_t htonl(uint32_t hostlong); // 主机字节序 - 网络字节序 uint32_t ntohl(uint32_t netlong); // 网络字节序 - 主机字节序 */ #include <stdio.h> #include <arpa/inet.h> int main() { // htons 转换端口 unsigned short a = 0x0102; printf("a : %x\n", a); unsigned short b = htons(a); printf("b : %x\n", b); printf("=======================\n"); // htonl 转换IP char buf[4] = {192, 168, 1, 100}; int num = *(int *)buf; int sum = htonl(num); unsigned char *p = (char *)∑ printf("%d %d %d %d\n", *p, *(p+1), *(p+2), *(p+3)); printf("=======================\n"); // ntohl unsigned char buf1[4] = {1, 1, 168, 192}; int num1 = *(int *)buf1; int sum1 = ntohl(num1); unsigned char *p1 = (unsigned char *)&sum1; printf("%d %d %d %d\n", *p1, *(p1+1), *(p1+2), *(p1+3)); // ntohs return 0; }
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3.socket地址
// socket地址其实是一个结构体，封装端口号和IP等信息。后面的socket相关的api中需要使用到这个socket地址。
// 客户端 -> 服务器（IP, Port）
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通用socket地址
socket 网络编程接口中表示 socket 地址的是结构体 sockaddr，其定义如下：
include <bits/socket.h>
struct sockaddr {
sa_family_t sa_family;
char sa_data[14];
};
typedef unsigned short int sa_family_t;
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sa_family 成员是地址族类型（sa_family_t）的变量。地址族类型通常与协议族类型对应。常见的协议族（protocol family，也称 domain）和对应的地址族入下所示：
宏 PF_* 和 AF_* 都定义在 bits/socket.h 头文件中，且后者与前者有完全相同的值，所以二者通常混用。
sa_data 成员用于存放 socket 地址值。但是，不同的协议族的地址值具有不同的含义和长度，如下所 示：
由上表可知，14 字节的 sa_data 根本无法容纳多数协议族的地址值。因此，Linux 定义了下面这个新的 通用的 socket 地址结构体，这个结构体不仅提供了足够大的空间用于存放地址值，而且是内存对齐的。
#include <bits/socket.h>
struct sockaddr_storage
{
sa_family_t sa_family;
unsigned long int __ss_align;
char __ss_padding[ 128 - sizeof(__ss_align) ];
};
typedef unsigned short int sa_family_t;
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专用socket地址
很多网络编程函数诞生早于 IPv4 协议，那时候都使用的是 struct sockaddr 结构体，为了向前兼容，现 在sockaddr 退化成了（void *）的作用，传递一个地址给函数，至于这个函数是 sockaddr_in 还是 sockaddr_in6，由地址族确定，然后函数内部再强制类型转化为所需的地址类型。
UNIX 本地域协议族使用如下专用的 socket 地址结构体：
#include <sys/un.h>
struct sockaddr_un
{
sa_family_t sin_family;
char sun_path[108];
};
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TCP/IP 协议族有 sockaddr_in 和 sockaddr_in6 两个专用的 socket 地址结构体，它们分别用于 IPv4 和 IPv6：
#include <netinet/in.h> struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; /* __SOCKADDR_COMMON(sin_) */ in_port_t sin_port; /* Port number. */ struct in_addr sin_addr; /* Internet address. */ /* Pad to size of `struct sockaddr'. */ unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) - __SOCKADDR_COMMON_SIZE - sizeof (in_port_t) - sizeof (struct in_addr)]; }; struct in_addr { in_addr_t s_addr; }; struct sockaddr_in6 { sa_family_t sin6_family; in_port_t sin6_port; /* Transport layer port # */ uint32_t sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */ uint32_t sin6_scope_id; /* IPv6 scope-id */ }; typedef unsigned short uint16_t; typedef unsigned int uint32_t; typedef uint16_t in_port_t; typedef uint32_t in_addr_t; #define __SOCKADDR_COMMON_SIZE (sizeof (unsigned short int))
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所有专用 socket 地址（以及 sockaddr_storage）类型的变量在实际使用时都需要转化为通用 socket 地 址类型 sockaddr（强制转化即可），因为所有 socket 编程接口使用的地址参数类型都是 sockaddr。
4.IP地址转换（字符串IP-整数，主机、网络字节序的转换）
通常，人们习惯用可读性好的字符串来表示 IP 地址，比如用点分十进制字符串表示 IPv4 地址，以及用 十六进制字符串表示 IPv6 地址。但编程中我们需要先把它们转化为整数（二进制数）方能使用。而记录 日志时则相反，我们要把整数表示的 IP 地址转化为可读的字符串。下面 3 个函数可用于用点分十进制字 符串表示的 IPv4 地址和用网络字节序整数表示的 IPv4 地址之间的转换：
#include <arpa/inet.h>
in_addr_t inet_addr(const char *cp);
int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
char *inet_ntoa(struct in_addr in);
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下面这对更新的函数也能完成前面 3 个函数同样的功能，并且它们同时适用 IPv4 地址和 IPv6 地址：
/* #include <arpa/inet.h> // p:点分十进制的IP字符串，n:表示network，网络字节序的整数 int inet_pton(int af, const char *src, void *dst); af:地址族： AF_INET AF_INET6 src:需要转换的点分十进制的IP字符串 dst:转换后的结果保存在这个里面 // 将网络字节序的整数，转换成点分十进制的IP地址字符串 const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size); af:地址族： AF_INET AF_INET6 src: 要转换的ip的整数的地址 dst: 转换成IP地址字符串保存的地方 size：第三个参数的大小（数组的大小） 返回值：返回转换后的数据的地址（字符串），和 dst 是一样的 */ #include <stdio.h> #include <arpa/inet.h> int main() { // 创建一个ip字符串,点分十进制的IP地址字符串 char buf[] = "192.168.1.4"; unsigned int num = 0; // 将点分十进制的IP字符串转换成网络字节序的整数 inet_pton(AF_INET, buf, &num); unsigned char * p = (unsigned char *)# printf("%d %d %d %d\n", *p, *(p+1), *(p+2), *(p+3)); // 将网络字节序的IP整数转换成点分十进制的IP字符串 char ip[16] = ""; const char * str = inet_ntop(AF_INET, &num, ip, 16); printf("str : %s\n", str); printf("ip : %s\n", str); printf("%d\n", ip == str); return 0; }
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5.TCP通信流程
// TCP 和 UDP -> 传输层的协议
UDP:用户数据报协议，面向无连接，可以单播，多播，广播， 面向数据报，不可靠
TCP:传输控制协议，面向连接的，可靠的，基于字节流，仅支持单播传输
UDP TCP
是否创建连接 无连接 面向连接
是否可靠 不可靠 可靠的
连接的对象个数 一对一、一对多、多对一、多对多 支持一对一
传输的方式 面向数据报 面向字节流
首部开销 8个字节 最少20个字节
适用场景 实时应用（视频会议，直播） 可靠性高的应用（文件传输）
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// TCP 通信的流程 // 服务器端 （被动接受连接的角色） 1. 创建一个用于监听的套接字 - 监听：监听有客户端的连接 - 套接字：这个套接字其实就是一个文件描述符 2. 将这个监听文件描述符和本地的IP和端口绑定（IP和端口就是服务器的地址信息） - 客户端连接服务器的时候使用的就是这个IP和端口 3. 设置监听，监听的fd开始工作 4. 阻塞等待，当有客户端发起连接，解除阻塞，接受客户端的连接，会得到一个和客户端通信的套接字（fd） 5. 通信 - 接收数据 - 发送数据 6. 通信结束，断开连接 // 客户端 1. 创建一个用于通信的套接字（fd） 2. 连接服务器，需要指定连接的服务器的 IP 和 端口 3. 连接成功了，客户端可以直接和服务器通信 - 接收数据 - 发送数据 4. 通信结束，断开连接
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6.套接字函数
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h> // 包含了这个头文件，上面两个就可以省略 int socket(int domain, int type, int protocol); - 功能：创建一个套接字 - 参数： - domain: 协议族 AF_INET : ipv4 AF_INET6 : ipv6 AF_UNIX, AF_LOCAL : 本地套接字通信（进程间通信） - type: 通信过程中使用的协议类型 SOCK_STREAM : 流式协议 SOCK_DGRAM : 报式协议 - protocol : 具体的一个协议。一般写0 - SOCK_STREAM : 流式协议默认使用 TCP - SOCK_DGRAM : 报式协议默认使用 UDP - 返回值： - 成功：返回文件描述符，操作的就是内核缓冲区。 - 失败：-1 int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); // socket命名 - 功能：绑定，将fd 和本地的IP + 端口进行绑定 - 参数： - sockfd : 通过socket函数得到的文件描述符 - addr : 需要绑定的socket地址，这个地址封装了ip和端口号的信息 - addrlen : 第二个参数结构体占的内存大小 int listen(int sockfd, int backlog); //proc/sys/net/core/somaxconn - 功能：监听这个socket上的连接 - 参数： - sockfd : 通过socket()函数得到的文件描述符 - backlog : 未连接的和已经连接的和的最大值， 5 int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); - 功能：接收客户端连接，默认是一个阻塞的函数，阻塞等待客户端连接 - 参数： - sockfd : 用于监听的文件描述符 - addr : 传出参数，记录了连接成功后客户端的地址信息（ip，port） - addrlen : 指定第二个参数的对应的内存大小 - 返回值： - 成功 ：用于通信的文件描述符 - -1 ： 失败 int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); - 功能： 客户端连接服务器 - 参数： - sockfd : 用于通信的文件描述符 - addr : 客户端要连接的服务器的地址信息 - addrlen : 第二个参数的内存大小 - 返回值：成功 0， 失败 -1 ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count); // 写数据 ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); // 读数据
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TCP服务器端
// TCP 通信的服务器端 #include <stdio.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main() { // 1.创建socket(用于监听的套接字) int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(lfd == -1) { perror("socket"); exit(-1); } // 2.绑定 struct sockaddr_in saddr; saddr.sin_family = AF_INET; // inet_pton(AF_INET, "192.168.193.128", saddr.sin_addr.s_addr); saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 0.0.0.0 saddr.sin_port = htons(9999); int ret = bind(lfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)); if(ret == -1) { perror("bind"); exit(-1); } // 3.监听 ret = listen(lfd, 8); if(ret == -1) { perror("listen"); exit(-1); } // 4.接收客户端连接 struct sockaddr_in clientaddr; int len = sizeof(clientaddr); int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &len); if(cfd == -1) { perror("accept"); exit(-1); } // 输出客户端的信息 char clientIP[16]; inet_ntop(AF_INET, &clientaddr.sin_addr.s_addr, clientIP, sizeof(clientIP)); unsigned short clientPort = ntohs(clientaddr.sin_port); printf("client ip is %s, port is %d\n", clientIP, clientPort); // 5.通信 char recvBuf[1024] = {0}; while(1) { // 获取客户端的数据 int num = read(cfd, recvBuf, sizeof(recvBuf)); if(num == -1) { perror("read"); exit(-1); } else if(num > 0) { printf("recv client data : %s\n", recvBuf); } else if(num == 0) { // 表示客户端断开连接 printf("clinet closed..."); break; } char * data = "hello,i am server"; // 给客户端发送数据 write(cfd, data, strlen(data)); } // 关闭文件描述符 close(cfd); close(lfd); return 0; }
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TCP服务器端
// TCP通信的客户端 #include <stdio.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main() { // 1.创建套接字 int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(fd == -1) { perror("socket"); exit(-1); } // 2.连接服务器端 struct sockaddr_in serveraddr; serveraddr.sin_family = AF_INET; inet_pton(AF_INET, "192.168.193.128", &serveraddr.sin_addr.s_addr); serveraddr.sin_port = htons(9999); int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)); if(ret == -1) { perror("connect"); exit(-1); } // 3. 通信 char recvBuf[1024] = {0}; while(1) { char * data = "hello,i am client"; // 给客户端发送数据 write(fd, data , strlen(data)); sleep(1); int len = read(fd, recvBuf, sizeof(recvBuf)); if(len == -1) { perror("read"); exit(-1); } else if(len > 0) { printf("recv server data : %s\n", recvBuf); } else if(len == 0) { // 表示服务器端断开连接 printf("server closed..."); break; } } // 关闭连接 close(fd); return 0; }
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7.TCP三次握手
TCP 是一种面向连接的单播协议，在发送数据前，通信双方必须在彼此间建立一条连接。所谓的“连接”，其实是客户端和服务器的内存里保存的一份关于对方的信息，如 IP 地址、端口号等。
TCP 可以看成是一种字节流，它会处理 IP 层或以下的层的丢包、重复以及错误问题。在连接的建立过程中，双方需要交换一些连接的参数。这些参数可以放在 TCP 头部。
TCP 提供了一种可靠、面向连接、字节流、传输层的服务，采用三次握手建立一个连接。采用四次挥手来关闭一个连接。
三次握手的目的是保证双方互相之间建立了连接。 三次握手发生在客户端连接的时候，当调用connect()，底层会通过TCP协议进行三次握手。
- ACK 标志，表示确认号是否有效。我们称携带 ACK 标志的 TCP 报文段为确认报文段。
- SYN 标志，表示请求建立一个连接。我们称携带 SYN 标志的 TCP 报文段为同步报文段。
第一次握手：
1.客户端将SYN置为1
2.生成一个随机的32位的序号，这个序号后边是可以携带数据（数据的大小）
第二次握手：
1.服务器端接收客户端的连接：ACK = 1
2.服务器会回发一个确认序号，ack = 客户端的序号 + 数据长度 + SYN/FIN（按一个字节算）
3.服务器端会向客户端发起连接请求：SYN = 1
4.服务器端会生成一个随机序号：seq = K
第三次握手：
1.客户端应答服务器的连接请求：ACK = 1
2.客户端回复收到了服务器端的数据：ack=服务端的序号+数据长度+SYN/FIN（按一个字节算）
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8.TCP滑动窗口
滑动窗口（Sliding window）是一种流量控制技术。
窗口理解为缓冲区的大小
滑动窗口的大小会随着发送数据和接收数据而变化。
通信的双方都有发送缓冲区和接收数据的缓冲区
服务器：
发送缓冲区（发送缓冲区的窗口）
接收缓冲区（接收缓冲区的窗口）
客户端
发送缓冲区（发送缓冲区的窗口）
接收缓冲区（接收缓冲区的窗口）
发送方的缓冲区：
白色格子：空闲的空间
灰色格子：数据已经被发送出去了，但是还没有被接收
紫色格子：还没有发送出去的数据
接收方的缓冲区：
白色格子：空闲的空间
紫色格子：已经接收到的数据
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# mss: Maximum Segment Size(一条数据的最大的数据量) # win: 滑动窗口 1. 客户端向服务器发起连接，客户单的滑动窗口是4096，一次发送的最大数据量是1460 2. 服务器接收连接情况，告诉客户端服务器的窗口大小是6144，一次发送的最大数据量是1024 3. 第三次握手 4. 4-9 客户端连续给服务器发送了6k的数据，每次发送1k 5. 第10次，服务器告诉客户端：发送的6k数据以及接收到，存储在缓冲区中，缓冲区数据已经处理了2k,窗 口大小是2k 6. 第11次，服务器告诉客户端：发送的6k数据以及接收到，存储在缓冲区中，缓冲区数据已经处理了4k,窗 口大小是4k 7. 第12次，客户端给服务器发送了1k的数据 8. 第13次，客户端主动请求和服务器断开连接，并且给服务器发送了1k的数据 9. 第14次，服务器回复ACK 8194, a:同意断开连接的请求 b:告诉客户端已经接受到方才发的2k的数据 c:滑动窗口2k 10.第15、16次，通知客户端滑动窗口的大小 11.第17次，第三次挥手，服务器端给客户端发送FIN,请求断开连接 12.第18次，第四次回收，客户端同意了服务器端的断开请求
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9.TCP四次挥手
四次挥手发生在断开连接的时候，在程序中当调用了close()会使用TCP协议进行四次挥手。
客户端和服务器端都可以主动发起断开连接，谁先调用close()谁就是发起。
因为在TCP连接的时候，采用三次握手建立的的连接是双向的，在断开的时候需要双向断开。
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10.TCP通信并发
要实现TCP通信服务器处理并发的任务，使用多线程或者多进程来解决。
思路：
1. 一个父进程，多个子进程
2.父进程负责等待并接受客户端的连接
3.子进程：完成通信，接受一个客户端连接，就创建一个子进程用于通信。
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11.状态转换
红线表示客户端，虚线表示服务端
2MSL（Maximum Segment Lifetime）
主动断开连接的一方, 最后进入一个 TIME_WAIT状态, 这个状态会持续: 2msl
msl: 官方建议: 2分钟, 实际是30s，2msl为1分钟
当 TCP 连接主动关闭方接收到被动关闭方发送的 FIN 和最终的 ACK 后，连接的主动关闭方 必须处于TIME_WAIT 状态并持续 2MSL 时间。 这样就能够让 TCP 连接的主动关闭方在它发送的 ACK 丢失的情况下重新发送最终的 ACK。
事实上，被动关闭方总是 重传 FIN 直到它收到一个最终的 ACK。
- 半关闭
当 TCP 链接中 A 向 B 发送 FIN 请求关闭，另一端 B 回应 ACK 之后（A 端进入 FIN_WAIT_2 状态），并没有立即发送 FIN 给 A，A 方处于半连接状态（半开关），此时 A 可以接收 B 发 送的数据，但是 A 已经不能再向 B 发送数据。
#include <sys/socket.h>
int shutdown(int sockfd, int how);
sockfd: 需要关闭的socket的描述符
how: 允许为shutdown操作选择以下几种方式:
SHUT_RD(0)： 关闭sockfd上的读功能，此选项将不允许sockfd进行读操作。
该套接字不再接收数据，任何当前在套接字接受缓冲区的数据将被无声的丢弃掉。
SHUT_WR(1): 关闭sockfd的写功能，此选项将不允许sockfd进行写操作。进程不能在对此套接字发
出写操作。
SHUT_RDWR(2):关闭sockfd的读写功能。相当于调用shutdown两次：首先是以SHUT_RD,然后以SHUT_WR。
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使用 close 中止一个连接，但它只是减少描述符的引用计数，并不直接关闭连接，只有当描述符的引用 计数为 0 时才关闭连接。shutdown 不考虑描述符的引用计数，直接关闭描述符。也可选择中止一个方向的连接，只中止读或只中止写。
注意: 1. 如果有多个进程共享一个套接字，close 每被调用一次，计数减 1 ，直到计数为 0 时，也就是所用进程都调用了 close，套接字将被释放。
2.在多进程中如果一个进程调用了 shutdown(sfd, SHUT_RDWR) 后，其它的进程将无法进行通信。 但如果一个进程 close(sfd) 将不会影响到其它进程。
12.端口复用
端口复用最常用的用途是: 防止服务器重启时之前绑定的端口还未释放；程序突然退出而系统没有释放端口
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> // 设置套接字的属性（不仅仅能设置端口复用） int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen); 参数： - sockfd : 要操作的文件描述符 - level : 级别 - SOL_SOCKET (端口复用的级别) - optname : 选项的名称 - SO_REUSEADDR - SO_REUSEPORT - optval : 端口复用的值（整形） - 1 : 可以复用 - 0 : 不可以复用 - optlen : optval参数的大小 端口复用，设置的时机是在服务器绑定端口之前。 setsockopt(); bind();
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常看网络相关信息的命令
netstat
参数：
-a 所有的socket
-p 显示正在使用socket的程序的名称
-n 直接使用IP地址，而不通过域名服务器
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IO多路复用
1.I/O多路复用（I/O多路转接）
I/O 多路复用使得程序能同时监听多个文件描述符，能够提高程序的性能，Linux 下实现 I/O 多路复用的 系统调用主要有 select、poll 和 epoll。
BIO模型 Blocking
NIO模型
2.select
主旨思想：
1. 首先要构造一个关于文件描述符的列表，将要监听的文件描述符添加到该列表中。
2. 调用一个系统函数，监听该列表中的文件描述符，直到这些描述符中的一个或者多个进行I/O操作时，该函数才返回。
a.这个函数是阻塞
b.函数对文件描述符的检测的操作是由内核完成的
3. 在返回时，它会告诉进程有多少（哪些）描述符要进行I/O操作。
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// sizeof(fd_set) = 128 1024 #include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <sys/select.h> int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout); - 参数： - nfds : 委托内核检测的最大文件描述符的值 + 1 - readfds : 要检测的文件描述符的读的集合，委托内核检测哪些文件描述符的读的属性 - 一般检测读操作 - 对应的是对方发送过来的数据，因为读是被动的接收数据，检测的就是读缓冲区 - 是一个传入传出参数 - writefds : 要检测的文件描述符的写的集合，委托内核检测哪些文件描述符的写的属性 - 委托内核检测写缓冲区是不是还可以写数据（不满的就可以写） - exceptfds : 检测发生异常的文件描述符的集合 - timeout : 设置的超时时间 struct timeval { long tv_sec; /* seconds */ long tv_usec; /* microseconds */ }; - NULL : 永久阻塞，直到检测到了文件描述符有变化 - tv_sec = 0 tv_usec = 0， 不阻塞 - tv_sec > 0 tv_usec > 0， 阻塞对应的时间 - 返回值 : - -1 : 失败 - >0(n) : 检测的集合中有n个文件描述符发生了变化 // 将参数文件描述符fd对应的标志位设置为0 void FD_CLR(int fd, fd_set *set); // 判断fd对应的标志位是0还是1， 返回值 ： fd对应的标志位的值，0，返回0， 1，返回1 int FD_ISSET(int fd, fd_set *set); // 将参数文件描述符fd 对应的标志位，设置为1 void FD_SET(int fd, fd_set *set); // fd_set一共有1024 bit, 全部初始化为0 void FD_ZERO(fd_set *set);
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缺点：
1.每次调用select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大
2.同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd，这个开销在fd很多时也很大
3.select支持的文件描述符数量太小了，默认是1024
4.fds集合不能重用，每次都需要重置
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3.poll
#include <poll.h> struct pollfd { int fd; /* 委托内核检测的文件描述符 */ short events; /* 委托内核检测文件描述符的什么事件 */ short revents; /* 文件描述符实际发生的事件 */ }; struct pollfd myfd; myfd.fd = 5; myfd.events = POLLIN | POLLOUT; int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout); - 参数： - fds : 是一个struct pollfd 结构体数组，这是一个需要检测的文件描述符的集合 - nfds : 这个是第一个参数数组中最后一个有效元素的下标 + 1 - timeout : 阻塞时长 0 : 不阻塞 -1 : 阻塞，当检测到需要检测的文件描述符有变化，解除阻塞 >0 : 阻塞的时长 - 返回值： -1 : 失败 >0（n） : 成功,n表示检测到集合中有n个文件描述符发生变化
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4.epoll
#include <sys/epoll.h> // 创建一个新的epoll实例。在内核中创建了一个数据，这个数据中有两个比较重要的数据，一个是需要检测的文件描述符的信息（红黑树），还有一个是就绪列表，存放检测到数据发送改变的文件描述符信息（双向链表）。 int epoll_create(int size); - 参数： size : 目前没有意义了。随便写一个数，必须大于0 - 返回值： -1 : 失败 > 0 : 文件描述符，操作epoll实例的 typedef union epoll_data { void *ptr; int fd; uint32_t u32; uint64_t u64; } epoll_data_t;//联合体，只有一个能用 struct epoll_event { uint32_t events; /* Epoll events */ epoll_data_t data; /* User data variable */ }; 常见的Epoll检测事件： - EPOLLIN - EPOLLOUT - EPOLLERR - EPOLLET // 对epoll实例进行管理：添加文件描述符信息，删除信息，修改信息 int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event); - 参数： - epfd : epoll实例对应的文件描述符 - op : 要进行什么操作 EPOLL_CTL_ADD: 添加 EPOLL_CTL_MOD: 修改 EPOLL_CTL_DEL: 删除 - fd : 要检测的文件描述符 - event : 检测文件描述符什么事情 // 检测函数 int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout); - 参数： - epfd : epoll实例对应的文件描述符 - events : 传出参数，保存了发送了变化的文件描述符的信息 - maxevents : 第二个参数结构体数组的大小 - timeout : 阻塞时间 - 0 : 不阻塞 - -1 : 阻塞，直到检测到fd数据发生变化，解除阻塞 - > 0 : 阻塞的时长（毫秒） - 返回值： - 成功，返回发送变化的文件描述符的个数 > 0 - 失败 -1
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Epoll的工作模式
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LT 模式 （水平触发）
假设委托内核检测读事件 -> 检测fd的读缓冲区
读缓冲区有数据 - > epoll检测到了会给用户通知
a.用户不读数据，数据一直在缓冲区，epoll 会一直通知
b.用户只读了一部分数据，epoll会通知
c.缓冲区的数据读完了，不通知
LT（level - triggered）是缺省的工作方式，并且同时支持 block 和 no-block socket。在这 种做法中，内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的 fd 进行 IO 操作。如果你不作任何操作，内核还是会继续通知你的。
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ET 模式（边沿触发）
假设委托内核检测读事件 -> 检测fd的读缓冲区
读缓冲区有数据 - > epoll检测到了会给用户通知
a.用户不读数据，数据一直在缓冲区中，epoll下次检测的时候就不通知了
b.用户只读了一部分数据，epoll不通知
c.缓冲区的数据读完了，不通知
ET（edge - triggered）是高速工作方式，只支持 no-block socket。在这种模式下，当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪， 并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了。但是请注意，如果一直不对这个 fd 作 IO 操作（从而导致它再次变成 未就绪），内核不会发送更多的通知（only once）。
ET 模式在很大程度上减少了 epoll 事件被重复触发的次数，因此效率要比 LT 模式高。epoll 工作在 ET 模式的时候，必须使用非阻塞套接口，以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写 操作把处理多个文件描述符的任务饿死。
UDP通信
1.UDP通信
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen); - 参数： - sockfd : 通信的fd - buf : 要发送的数据 - len : 发送数据的长度 - flags : 0 - dest_addr : 通信的另外一端的地址信息 - addrlen : 地址的内存大小 ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen); - 参数： - sockfd : 通信的fd - buf : 接收数据的数组 - len : 数组的大小 - flags : 0 - src_addr : 用来保存另外一端的地址信息，不需要可以指定为NULL - addrlen : 地址的内存大小
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2.广播
向子网中多台计算机发送消息，并且子网中所有的计算机都可以接收到发送方发送的消息，每个广播消息都包含一个特殊的IP地址，这个IP中子网内主机标志部分的二进制全部为1。
a.只能在局域网中使用。
b.客户端需要绑定服务器广播使用的端口，才可以接收到广播消息。
// 设置广播属性的函数
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t
optlen);
- sockfd : 文件描述符
- level : SOL_SOCKET
- optname : SO_BROADCAST
- optval : int类型的值，为1表示允许广播
- optlen : optval的大小
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3.组播（多播）
单播地址标识单个 IP 接口，广播地址标识某个子网的所有 IP 接口，多播地址标识一组 IP 接口。 单播和广播是寻址方案的两个极端（要么单个要么全部），多播则意在两者之间提供一种折中方案。多播数据报只应该由对它感兴趣的接口接收，也就是说由运行相应多播会话应用系统的主机上的接口接收。另外，广播一般局限于局域网内使用，而多播则既可以用于局域网，也可以跨广域网使用。
a.组播既可以用于局域网，也可以用于广域网
b.客户端需要加入多播组，才能接收到多播的数据
组播地址
IP 多播通信必须依赖于 IP 多播地址，在 IPv4 中它的范围从 224.0.0.0 到 239.255.255.255 ， 并被划分为局部链接多播地址、预留多播地址和管理权限多播地址三类:
设置组播
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen); // 服务器设置多播的信息，外出接口 - level : IPPROTO_IP - optname : IP_MULTICAST_IF - optval : struct in_addr // 客户端加入到多播组： - level : IPPROTO_IP - optname : IP_ADD_MEMBERSHIP - optval : struct ip_mreq struct ip_mreq { /* IP multicast address of group. */ struct in_addr imr_multiaddr; // 组播的IP地址 /* Local IP address of interface. */ struct in_addr imr_interface; // 本地的IP地址 }; typedef uint32_t in_addr_t; struct in_addr { in_addr_t s_addr; };
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本地套接字
UDP/TCP属于网络套接字，实现不同主机之间的进程间通信（网络通信）
本地套接字的作用：本地的进程间通信
有关系的进程间的通信
没有关系的进程间的通信
本地套接字实现流程和网络套接字类似，一般采用TCP的通信流程。
// 本地套接字通信的流程 - tcp // 服务器端 1. 创建监听的套接字 int lfd = socket(AF_UNIX/AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0); 2. 监听的套接字绑定本地的套接字文件 -> server端 struct sockaddr_un addr; // 绑定成功之后，指定的sun_path中的套接字文件会自动生成。 bind(lfd, addr, len); 3. 监听 listen(lfd, 100); 4. 等待并接受连接请求 struct sockaddr_un cliaddr; int cfd = accept(lfd, &cliaddr, len); 5. 通信 接收数据：read/recv 发送数据：write/send 6. 关闭连接 close(); // 客户端的流程 1. 创建通信的套接字 int fd = socket(AF_UNIX/AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0); 2. 监听的套接字绑定本地的IP 端口 struct sockaddr_un addr; // 绑定成功之后，指定的sun_path中的套接字文件会自动生成。 bind(lfd, addr, len); 3. 连接服务器 struct sockaddr_un serveraddr; connect(fd, &serveraddr, sizeof(serveraddr)); 4. 通信 接收数据：read/recv 发送数据：write/send 5. 关闭连接 close();
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// 头文件: sys/un.h
#define UNIX_PATH_MAX 108
struct sockaddr_un {
sa_family_t sun_family; // 地址族协议 af_local
char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; // 套接字文件的路径, 这是一个伪文件, 大小永远=0
};
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in_addr imr_interface; // 本地的IP地址
};
typedef uint32_t in_addr_t;
struct in_addr
{
in_addr_t s_addr;
};
# 本地套接字 UDP/TCP属于网络套接字，实现不同主机之间的进程间通信（网络通信） 本地套接字的作用：本地的进程间通信 有关系的进程间的通信 没有关系的进程间的通信 本地套接字实现流程和网络套接字类似，一般采用TCP的通信流程。 [外链图片转存中...(img-iIureFSQ-1686281279276)] ~~~c // 本地套接字通信的流程 - tcp // 服务器端 1. 创建监听的套接字 int lfd = socket(AF_UNIX/AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0); 2. 监听的套接字绑定本地的套接字文件 -> server端 struct sockaddr_un addr; // 绑定成功之后，指定的sun_path中的套接字文件会自动生成。 bind(lfd, addr, len); 3. 监听 listen(lfd, 100); 4. 等待并接受连接请求 struct sockaddr_un cliaddr; int cfd = accept(lfd, &cliaddr, len); 5. 通信 接收数据：read/recv 发送数据：write/send 6. 关闭连接 close(); // 客户端的流程 1. 创建通信的套接字 int fd = socket(AF_UNIX/AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0); 2. 监听的套接字绑定本地的IP 端口 struct sockaddr_un addr; // 绑定成功之后，指定的sun_path中的套接字文件会自动生成。 bind(lfd, addr, len); 3. 连接服务器 struct sockaddr_un serveraddr; connect(fd, &serveraddr, sizeof(serveraddr)); 4. 通信 接收数据：read/recv 发送数据：write/send 5. 关闭连接 close();
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// 头文件: sys/un.h
#define UNIX_PATH_MAX 108
struct sockaddr_un {
sa_family_t sun_family; // 地址族协议 af_local
char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; // 套接字文件的路径, 这是一个伪文件, 大小永远=0
};
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