[网络协议]TCP/IP协议

从函数接口角度分析： socket其实也是一个函数接口，其作用是申请对应协议的套接字（两台相同协议的主机之间通信的桥梁）。 例如： TCP套接字（TCP socket） = socket(TCP协议); UDP套接字（UDP socket） = socket(UDP协议);

套接字是一个特殊的文件描述符，为什么说是特殊的？ 普通文件描述符 = open(); 套接字 = socket(); -> 因为套接字不是通过open得到的，所以说是特殊的文件描述符。

1、什么是IP地址？

1）含义。 例如： "192.168.19.10" --> 这种形态叫点分制。. 每一个IP地址都是32位，如果大家在网络编程中需要使用IP地址，那么就一定要将这32位转化为网络字节。

2、什么是端口号？
如果某一个地址上，有一个进程在通信，假设这个进程内部有多个socket套接字，那么怎么知道跟谁通信呢？
解决方案： 通信时，除了确定IP地址之外，还要确定端口号。

两个进程之间需要通信，除了IP地址需要在同一个网段之外，还需要有相同的端口号。
? ? ? ? ? ? ? ? ?主机A ? ? ? ? ---- ? ? ? 主机B
? ? ?IP地址： ?192.168.19.3 ? ? ? ? ? ?192.168.19.5 ? ? --> 必须处于相同网段。（前面三个数字一致，最后一个数字不一样）
? ? ?端口号： ? ? 5000 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?5000 ? ? ? ? ?--> 必须一致。

端口号取值范围： 0~65535 ?(2的16次方) ?-> 16位
每一个端口号都是16位，如果大家在网络编程中需要使用端口号，那么就一定要将这16位转化为网络字节。
系统占用了的端口号： 0~1023 ? ? ?（用户不可以使用）
用户有效的端口号： ? 1024~65535 ?（用户随便使用） ?-> 用户使用完端口号之后，由于资源没有释放，至少等待1分钟，才可以再次使用。

网络编程通信协议。

1、什么是通信协议？ 两个进程之间使用网络编程来通信之前，必须定义好一个关系。 -> 协议：传输层协议。 主机A使用TCP协议，那么主机B就必须使用TCP协议才可以跟主机A通信。

2、传输层协议有哪些？ 分别是TCP协议与UDP协议，两者区别是： TCP协议 --> Tranmission Control Protocol 这种协议特点： 面向于一种有连接的通信。 （打电话） 传输 控制 协议

UDP协议 --> User Data Protocol 这种协议特点： 面向于一种无连接的通信。 （寄信） 用户 数据包 协议

3、使用TCP协议来通信，服务器与客户端的设计流程是如何？ 客户端： 一般用于发送数据。

服务器： 一般用于接收数据，然后根据接受到的数据，然后回发对应的内容给客户端。 详细步骤参考： TCP协议的设计流程.jpg

服务器提供自己的IP地址可以使用一个宏： INADDR_ANY 宏的路径在： /usr/include/linux/in.h

/* Address to accept any incoming messages. */

#define INADDR_ANY ((unsigned long int) 0x00000000)

服务器：
#include "head.h"

int main(int argc,char *argv[])   //  ./Rose 50002
{
	//1. 创建TCP套接字。
	int sockfd;
	sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);   //sockfd -> 未连接套接字

	//2. 绑定IP地址、端口号、协议到TCP套接字中。
	struct sockaddr_in srvaddr;
	socklen_t len = sizeof(srvaddr);
	bzero(&srvaddr,len);

	srvaddr.sin_family = AF_INET;
	srvaddr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); 
	srvaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  

	bind(sockfd,(struct sockaddr *)&srvaddr,len);

	//3. 设置铃声。
	//sockfd -> 未连接套接字
	listen(sockfd,5);
	//sockfd -> 监听套接字
	
	//4. 阻塞地坐等对方的连接。 
	struct sockaddr_in cliaddr;
	bzero(&cliaddr,sizeof(cliaddr));

	int connfd;
	connfd = accept(sockfd,(struct sockaddr *)&cliaddr,&len);
	if(connfd > 0)
	{
		printf("new connection: %s\n",inet_ntoa(cliaddr.sin_addr));
	}

	//5. 不断从TCP协议中接受数据。
	char buf[100];
	while(1)
	{
		bzero(buf,sizeof(buf));
		recv(connfd,buf,sizeof(buf),0);
		printf("from client:%s",buf);

		if(strncmp(buf,"quit",4) == 0)
		{
			break;
		}
	}

	//6. 挂断电话。
	close(connfd);
	close(sockfd);
	 
	return 0;
}

客户端：
#include "head.h"

int main(int argc,char *argv[])   //  ./Jack 192.168.19.5 50001
{
	//1. 创建TCP协议套接字。
	int sockfd;
	sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

	//2. 打电话。
	struct sockaddr_in srvaddr;
	socklen_t len = sizeof(srvaddr);
	bzero(&srvaddr,len);

	srvaddr.sin_family = AF_INET;
	srvaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
	inet_pton(AF_INET,argv[1],&srvaddr.sin_addr);

	int ret = connect(sockfd,(struct sockaddr *)&srvaddr,len);
	if(ret == -1)
	{
		printf("connect error!\n");
	}

	//3. 不断发送数据给服务器。
	char buf[100] = {0};
	while(1)
	{
		bzero(buf,sizeof(buf));
		fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
		send(sockfd,buf,strlen(buf),0);

		if(strncmp(buf,"quit",4) == 0)
		{
			break;
		}
	}

	//4. 挂断。
	close(sockfd);

	return 0;
}

三次握手

1、“三次握手”解析什么问题？ 解析基于有连接的TCP协议是如何确定可靠性。

2、三次握手分别做了什么事情？ 第一次握手： 客户端会发送syn包(seq=j)给服务器，然后等待服务器确定。

第二次握手： 服务器收到syn包之后，必须确定客户端的syn包(ack=seq+1)，同时服务器在给客户端发送一个syn包(seq=k)，此时服务器再处于等待的状态。

第三次握手： 客户端收到服务器的syn+ack包之后，向服务器发送确认包ack包(ack=seq+1)，此包发送成功之后，客户端与服务器才会进入连接状态。

TCP/IP协议模型。 该模型一共有4层。