[系统运维]linux网络编程

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网络编程

IP地址

IP 地址：是 TCP/IP 网络中用于识别或标记主机的唯一地址
特点：
a. 每个 IP 地址只能分配并绑定一个网络接口（如以态网卡、无线网卡）
b. 一台计算机如果拥有多个网卡，则对应拥有多个 IP 地址
c. 分配有 IP 地址的网络接口即可成为 TCP/IP 网络上的一个结点
d. 主机通过网络接点进行相互间的通信
目前 IP 地址有两类：IPv4、IPV6

IPv4（32位地址）

IP地址=网络号+主机号

如：C类IP地址：192.168.1.88 & 255.255.255.0

网络号：192.169.1    主机号：88

A类-大型网络，B类-中型网络,C类-小型网络

私有地址

私有地址的作用：不同的局域网下配置相同的私有地址不会发生冲突

网络端口（Port）

如果仅有IP地址还是无法进行通信，因为有多种网络服务，虽然计算机可以接收到数据包，
但是不知道将数据包交给哪个程序处理，所以无法通信；
为了区分不同程序的数据包，引入端口号概念，不同程序拥有不同的端口号
例如：Web 服务的端口号是 80，FTP 服务的端口号是 21，SMTP 服务的端口号是 25

网络字节序

字节序：字节的顺序

主机字节序

有大端模式和小端模式
大端模式：高字节放低地址；小端模式：高字节放高地址

网络字节序

1）接收端接收到的第一个字节当做高位处理
2）发送端发送的第一个字节从低位开始
机器读取数据从低地址开始
所以要求发送端以大端模式存储要发送的数据。

不同字节序的转换

	htons();	//将16位无符号整数从本地字节序转化为网络字节序 host to net short
	htonl();	//将32位无符号整数从本地字节序转化为网络字节序 host to net long
	ntohs();	//将16位无符号整数从网络字节序转化为本地字节序 net to host short
	ntohl();	//将32位无符号整数从网络字节序转化为本地字节序 net to host long
	inet_addr:将IP地址从点数格式转化为无符号长整型的网络字节格式
	inet_pton:IP地址从点数格式转化成无符号长整型的网络字节序
	inet_pton对IPv4和IPv6都有效
	int inet_pton(int af,const char *src,void *dst)
	inet_pton(AF_INET,argv[1],&servaddr.sin_addr);
	AF_INET:IPV4
	AF_INET6:IPV6

比如我们经过网络发送 0x12345678 这个整形，在 80X86 平台中，它是以小端法存放的，
在发送前需要使用系统提供的 htonl 将其转换成大端法存放

网络通信结构

服务器和客户端之间通过互联网进行连接

网络拓扑结构

B/S、C/S结构

B/S(Browser/Server):浏览器服务器开发模式

只安装一个服务器(Server),而客户端采用浏览器(Browser)运行软件

C/S(Client/Server):客户/服务器模式

需要做客户端、服务器端。服务器通常采用高性能的PC、工作站或小型机，并采用大型数据库系统，如Oracle、SQL Server。
客户端需要安装专用的客户端软件。

网络分层结构

OSI七层模型

第一层 (物理层)：用电信号的高低(1/0)即“比特流”来传递数据，同时还要约定好收发两端的接口类型、传输的速率等（比特（Bit））

第二层 (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。（帧（Frame））

第三层 (网络层)：通过路由算法，为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。（分组（数据包）（packet））
具体的说，数据链路层的数据在这一层被转换为数据包，然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制，从而能将一台主机中发出去数据包，准确地发送到达目标主机。

第四层 (传输层)： TCP/UDP协议：都是属于操作系统（数据段（segment））
将要传输的大数据拆解并封装为多个小包，像发快递一样，一个一个地发，从而实现向用户提供可靠的、端到端的差错和流量控制，保证报文的正确传输

第五层 (会话层)： 建立和管理应用程序之间的通信。允许用户在两个实体设备之间建立、维持和终止会话，并支持它们之间的数据交换。
难道我每次都要调用 TCP 去打包，然后调用 IP 协议去找路由，自己去发？当然不行，所以我们要建立一个自动收发包，自动寻址的功能。

第六层 (表示层)： 主要是应用程序的沟通，解决不同系统之间的通信语法问题，包括FTP文件传输协议等

七层模型在落地时第五层（会话层）和第六层（表示层）实现不了，它既复杂又不实用; 所以我们按照TCP/IP五层模型来讲解。

TCP/IP模型（四层）

应用层：主要负责处理应用程序细节
传输层：主要为网络中的两台主机上的应用提供端到端的通信
网络层：主要负责处理分组在网络中的活动，比如分组的选路
网络接口层：设备驱动程及接口卡

分层协议族

所谓协议族（Protocol Family），就是一组协议（多个协议）的统称。最常用的是 TCP/IP 协议族，
它包含了 TCP、IP、UDP、Telnet、FTP、SMTP 等上百个互为关联的协议，由于 TCP、IP 是两种常用的底层协议，所以把它们统称为 TCP/IP

网络数据包

网络数据包原理