TCP/IP网络编程基础知识

1. Socket

1）Socket简介

a）一种编程接口，用于不同计算机之间通信的接口

b）一种特殊的文件描述符

c）并不局限于TCP/IP协议

d）面向连接和面向无连接的Socket都存在

e）独立于具体协议，TCP和UDP都可以使用

2）Socket类型

a) 流式套接字（SOCK_STREAM）

提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复的发送发送且按发送顺序接收。内设置流量控制。数据被看作是字节流，无长度限制。

b）数据包套接字（SOCK_DGRAM）

提供无连接服务。数据包以独立数据包的形式被发送，不提供无差错保证，数据可能丢失或重复，顺序发送，可能乱序接收。

c）原始套接字（SOCK_RAW）

可以对较低层次协议如IP、ICMP直接访问。

3）Socket的位置

2. IP地址

1）IP地址是Internet中主机的标识

a) Internet中的主机要与别的机器通信必须具有一个IP地址

b）IP地址为32位（IPV4）或者128位（IPV6）

c）每个数据包必须携带目的的IP地址和源IP地址，路由器依靠此信息为数据包选择路由

2）表示形式：常用点分形式，如192.168.1.1.245,最后都会转换为一个32位的无符号整数。

3）IP地址分类

IP地址=网络号 + 主机号，目前有如下分类：

举例：IP地址：192.168.1.1.245，192转换为二进制为 1100 0000，所以该类地址为C类IP地址。

注1：网络号用于区分不同网络。

注2：特殊IP

a)127.0.0.1 回环地址

b）192.168. 局域网

c)主机号全为“1”的ip地址，叫做广播地址。所谓广播，指同时向同一子网所有主机发送报文。

D）主机号全为“0”的ip地址，叫做网络号地址。网络号地址代表这个网络段本身。

4）掩码，网络全为1，主机号全为0的地址。作用计算出网络号地址。

示例：本地主机ip为192.168.1.245，掩码为255.255.255.0。

掩码 & ip地址 = 网络号，所以本地主机所在的网络号地址为：

192.168.1.245 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0

3. 端口号

为什么要引入端口号？举一个例子即可明白。

A计算机中进程m与B计算机中进程n通信，A计算机根据ip地址可找到B计算机，可是如何查找到B计算机中进程n？这就是端口号的作用区分进程。

1）要进行网络通信，必须先申请一个端口号，

2）一个端口只能分配一次，

3）端口号一般由IANA (Internet Assigned NumbersAuthority) 管理

4）从网络层接收到数据之后，就会检查数据包的目的端口，送给该端口号对应的进程

5）众所周知端口：1~1023（1~255之间为众所周知端口，256~1023端口通常由UNIX系统占用）

常见的保留端口号如下：

· FTP: 21

· TELNET: 23

· SMTP: 25

· DNS: 53

· TFTP: 69

· HTTP: 80

已登记端口：1024~49151

动态或私有端口：49152~65535

4. 字节序

1）不同类型CPU的主机中，内存存储多字节整数序列有两种方法，称为主机字节序（HBO）:

a）小端序（little-endian）-低序字节存储在低地址中，如Intel、AMD等芯片厂商

b）大端序（big-endian）-高序字节存储在低地址中，如ARM、Motorola等

2）网络中传输的数据必须按网络字节序，即大端字节序

3）在大部分PC机上，当应用程序将整数送入socket前，需要转化成网络字节序；当应用程序从socket取出整数后，需要转化成小端字节序。

注：在实际编程中无论是Intel还是ARM都有转化成网络字节序这一步，按理来说只有Intel需要这一步，ARM不需要，但是Linux为了编程的统一规范，都有这一步，只不过Intel这一步为真操作，ARM为伪操作。

4）大端序图例说明

注：地字节序是低字节序。

小端序：与大端序相反。

5）字节序转换函数

把给定系统所采用的字节序称为主机字节序。为了避免不同类型主机之间在数据交换时由于对于字节序的不同而导致的差错，引入了网络字节序。

a)主机字节序到网络字节序

u_long htonl (u_longhostlong);

u_short htons (u_short short)

b)网络字节序到主机字节序

u_longntohl (u_long hostlong);

u_shortntohs (u_short short);

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