网络分层模型及作用
1） 物理层
定义了网络的物理结构、传输的电磁标准、Bit流的编码及网络的时间原则。
2）数据链路层
在两个主机上建立数据链路连接，向物理层传输数据信号，并对信号进行处理使之无差错
并合理地传输。
3） 网络层
主要负责路由、选择合适的路径和进行阻塞控制等功能。
4） 传输层
向用户提供可靠的端到端服务，它屏蔽了下层的数据通信细节，让用户及应用程序不需要
考虑实际的通信方法。
5） 会话层
主要负责两个会话进程之间的通信，即两个会话层实体之间的信息交换和管理数的交换。
6） 表示层
处理通信信号的表示方法，进行不同格式之间的翻译，并负责数据的加密解密，数据的
压缩与恢复。
7） 应用层
保持应用程序之间建立连接所需要的数据记录，为用户服务。
一、数据封装：
以太网帧：以太网头部、IP头部、TCP头部、HTTP头部、以太网尾部
IP数据报：IP头部、TCP头部、HTTP头部、数据
TCP段：TCP头部、HTTP头部、数据
HTTP头部、数据
数据
IP头部——数据总共46-1500字节
以太网：以太网驱动-IP-TCP-应用程序
二、IP地址：
1、使用IP协议通讯的主机都有IP地址，如：192.168.2.10
2、在计算机中，IPv4地址用一个32位无符号整数表示
一、端口号
TCP/UDP协议使用16位整数存储端口号，所以每个主机拥有 65,535 个端口
一些端口被IANA分配给指定应用
21: FTP
23: Telnet
80: HTTP
RFC 1700 (大约有2000个保留端口)
二、TCP和UDP的区别
1、TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务
2、UDP是无连接的、不可靠的数据协议报
Socket套接字
1）linux中的网络编程通过socket接口实现。Socket既是一种特殊的IO，一个完整的Socket都有一个相关描述
{协议，本地地址，本地端口，远程地址，远程端口}；每一个Socket 有一个本地的唯一Socket号，由操作系统分配。
函数原型
include<sys/socket.h>
int socket(int domain,int type,int protocol)
返回：成功返回描述符，出错返回-1
参数：
domain
AF_INET IPv4因特网域
AF_INET6 IPv6因特网域
AF_UNIX unix域
AF_UNSPEC 未指定
protocol
通常为0，表示按给定的域和套接字类型选择默认协议。
type
SOCK_STREAM 流式的套接字可以提供可靠的、面向连接的通讯流。它使用了TCP协议。TCP保证了数据传输的正确性和顺序性。
SOCK_DGRAM 数据报套接字定义了一种无连接的服务，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证可靠，无差错。使用数据报协议UDP协议。
SOCK_RAW 原始套接字允许对低层协议如IP或ICMP直接访问，主要用于新的网络协议实现的测试等。
SOCK_SEQPACKET 长度固定、有序、可靠的面向链接报文传递
字节序转换函数
uint32_t hton(uint32_t hostlong)
将一个32位整数由主机字节序转换成网络字节序
uint16_t htons(uint16_t hostshort )
将一个16位整数由主机字节序转换成网络字节序
uint32_t ntohl(uint32_t netlong)
将一个32位整数由网络字节序转换成主机字节序
uint16_t ntohs(uint16_t netshort)
将一个16位整数由网络字节序转换成主机字节序
通用地址结构
include<sys/socket.h>
struct sockaddr{
unsigned short sa_family; /* Internet地址族，AF_xxxx /
char sa_data[14]; / 14 bytes 的协议地址 */
}
sa_family 一般来说，IPV4使用AF_INET。
sa_data 包含一些远程电脑的地址、端口和套接字的数目，它里面的数据是杂溶在一起的
在传递给需要地址结构的函数时，把指向该结构的指针转换成(struct sockaddr *)传递进去。
因特网地址结构
struct in_addr{
in_addr_t s_addr /* ipv4地址 */
}
struct sockaddr_in{
short int sin_family; /* Internet地址族如AF_INET(主机字节序) /
unsigned short int sin_port;/ 端口号，16位值(网络字节序) /
struct in_addr sin_addr; / Internet地址，32位IPv4地址(网络字节序) /
unsigned char sin_zero[8]; / 添0(为了格式对齐的填充位) */
}
IPv4地址族和字符地址间的转换
include<arp/inet.h>
const char *inet_ntop(int domain,const void *restrict addr,char *restrict str,socklen_t size);
返回：成功返回地址字符串指针，出错返回NULL
功能：网络字节序转换成点分十进制
int inet_pton(int domain,const char *restrict str,void *restrict addr);
返回：成功返回1，无效格式返回0，出错返回-1
功能：点分十进制转换为网络字节序
参数
domain: Internet地址族，如AF_INET
addr: Internet地址，32位IPv4地址(网络字节序)
str: 地址字符串(点分十进制)指针
size: 地址字符串大小
填写IPv4地址族结构案例
struct sockaddr_in sin; //定义一个sockaddr_in结构体
char buf[16];
memset(&sin,0,sizeof(sin)); //内存清零
sin.sin_family = AF_INET; //填写Internet地址族
sin.sin_port = htons((short)3001);//填写端口号(网络字节序)
//填充sin_addr
if(inet_pton(AF_INET,"192.168.2.1",&sin.sin_addr.s_addr)<=0){
//错误处理
}
printf("%s\n",inet_ntop(AF_INET,&sin.sin_addr.s_addr,buf,sizeof(buf)));
TCP客户端服务器编程模型
服务器端调用序列
调用socket函数创建套接字
调用bind绑定本地地址和端口
调用listen启动监听
调用accept从已连接列队中提取客服连接
调用I/O函数(read/write)与客户端通讯
调用close关闭套接字
客户端调用序列
调用socket函数创建套接字
调用connect连接服务器端
调用I/O函数(read/write)与客户端通讯
调用close关闭套接字
服务器
socket()
bind()
listen()
客服端
accept() socket()
阻塞，等待客户数 <- 建立连接 ---- connect()
read() <------- 请求数据 ----- write()
处理服务请求
write() ------- 应答数据 -----> read()
close() close()
套接字与地址绑定
绑定地址
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd,const struct sockaddr *addr,socklen_t len);
返回：成功返回0，出错返回-1
查找绑定到套接字的地址
int getsockname(int sockfd,struct sockaddr *restrict addr,socklen_t *restrict alenp);
返回：成功返回0，出错返回-1
获取对方地址
int getpeername(int sockfd,struct sockaddr *restrict addr,socklen_t *restrict alenp);
返回：成功返回0，出错返回-1
建立连接
服务器端
#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd,int backlog);
返回：成功返回0，出错返回-1。backlog指定进行客服端连接排队的队列长度
int accept(int sockfd,struct sockaddr *restrict addr,socklen_t *restrict len);
客户端
int connect(int sockfd,const struct sockaddr *addr,socklen_t len);
返回：成功返回0，出错返回-1
