网络编程传输层—

何为传输层？

在物理层、数据链路层、网络层解决了主机和主机之间能够发送接收数据，但是在计算机网络中，主机的通信主体还是进程，而传输层则解决应用进程的通信，所谓传输层协议也是端对端协议。

传输层的协议主要有两种：TCP协议和UDP协议

本章这次主要是针对的UDP协议，下一章才是针对TCP协议的具体理解。

在传输层需要了解到一个新的概念：端口号port（可以理解为你要从那个地方传进去），设计了一个端口号来标识主机中的进行网络通信的进程。

port：16bit整形（两个字节）

端口号只在本机上有作用，在不同主句中同一个程序执行，也可以用不同的端口号。

什么是UDP协议？

UDP协议（用户数据报协议）（非面向连接）

1. 无连接，不需要提前把两个程序关联起来（想发给谁就发给谁）。

2. 面向报文的传输，应用程序要发送的数据，直接封装在udp数据报中（直接放在udp协议内容后），既不做拆分也不做合并，直接交给网络层。

3. 不可靠，不保证数据一定能到达，尽最大努力交付。

UDP协议就是在MAC帧的外面在加上一层传输协议，既加上UDP头部，它的头部由以下四部分组成。

源端口：自己主机的端口号

目标端口：要传到那个主机的端口号

下面这张图是一个传输模型

可以看出这是TCP/IP网络模型，因为只有四层，从用户层、传输层、网络层、网络接口层构成。

在操作系统当中，其实网络协议是有写好了的函数库可以使用，只需要选择对应的协议就行。

如何进行UDP协议进行通信？

1、首先我们需要了解udp怎样进行通信的，下图是udp通信流程

清楚了流程，但肯定不懂得后面函数得意义吧，下面来进行函数的细讲：

1、创建套接字（这里就是相当于创建一个包含网络通信协议的套接字文件）

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>int socket(int somain, int type, int protocol);参数1：选择那种ip地址进行通信-----网络层    AF_INET  IPV4
参数2：选择那种传输-----传输层    SOCK_STREAM  TCP    SOCK_DGRAM  UDP  SOCK_RAM 不使用
参数3：套接字协议    0  默认返回值    成功：返回套接字    失败：返回-1

2、绑定套接字（也就是将自己的本地网络信息绑定到网络协议中）

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen)参数1；利用函数int socket函数创建的套接字
参数2：自己的IPV4网络信息struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; 地址族：AF_INET/*address family: AF_INET */         in_port_t sin_port;port端口号：当前进程的端口号 struct in_addr sin_addr;ip地址：本地网络地址 /* internet address */ }；struct in_addr { uint32_t s_addr;32位整数，ip地址 /* address in network byte order */ };
参数3：结构体大小，直接sizeof（struct addr）

3、这个函数就是发送数据与接收数据（发给谁，接收谁）

UDP发送数据ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);参数1：要通过套接字发送给谁
参数2：要发送数据的首地址
参数3：发送数据的大小
参数4：标志    0：阻塞等待，发送完成才结束
参数5：const struct sockaddr *dest_addr：结构体地址，要包含目标，接收方的地址、端口
参数6：：结构体大小，目标网络信息结构体的大小返回值    成功：返回发送的字节数    失败：返回-1UDP接收数据ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);参数1：int sockfd：套接字，本地套接字携带了本地的网络信息，进行匹配
参数2：void *buf：接收了数据存储的地址
参数3：size_t len：最大接收多少个字节
参数4：int flags：标志 0：阻塞接收，函数一直等待接收了数据，完成接收才结束
参数5：struct sockaddr *src_addr：结构体地址，把发送方的ip、port存储到这个结构 体，得到发送方的信息 如果不需要 填NULL
参数6：socklen_t *addrlen：把结构体大小也存储到这个地址，得到发送方对应的信息大小 如果不需要 填NULL 返回值：    成功：返回接收到的字节数     失败：返回-1

在计算机存储数据中，有大小端之分（大端（高存低地址，低存高地址）小端（高存高地址，低存低地址）），但是在网络上传输时，统一成了大端模式。

在网络上传输的方式是网络字节序 ，而在机器上存储的方式是主机字节序。

则我们需要在传输时将主机字节序转网络字节序，网络字节序转主机字节序。

实例：

发送端程序：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>//当前进程发送数据到指定主机的指定进程中，然后接收对方的数据
int main()
{//1、创建套接字------在进程中要使用网络通信协议，得到套接字文件描述符int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);    //IPV4,UDP协议//2、绑定套接字，绑定套接字 中 协议中本地的网络信息//把套接字，绑定本地网络信息struct sockaddr_in srcaddr;//本地网络信息---源信息srcaddr.sin_family = AF_INET;//ipv4 地址srcaddr.sin_port = htons(9999);//当前进程的端口号srcaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("xxx.xxx.xxx.xxx");//把主机地址转为32位整数bind(sockfd,(struct sockaddr *)&srcaddr,sizeof(struct sockaddr_in));//3、发送数据//目标结构体struct sockaddr_in destaddr;//目标信息destaddr.sin_family = AF_INET;destaddr.sin_port = htons(8888);destaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("xxx.xxx.xxx.xxx");while(1){char buf[20],buf2[20];scanf("%s",buf);//输入了数据sendto(sockfd,buf,20,0,(struct sockaddr *)&destaddr,sizeof(destaddr));发送recvfrom(sockfd,buf2,20,0,NULL,NULL);接收printf("%s\n",buf2);}close(sockfd);
}

接收数据程序、

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>//当前进程接收数据，然后发送给对方
int main()
{//1、创建套接字------在进程中要使用网络通信协议，得到套接字文件描述符int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);//2、绑定套接字，绑定套接字 中 协议中本地的网络信息//把套接字，绑定本地网络信息struct sockaddr_in srcaddr;//本地网络信息---源信息srcaddr.sin_family = AF_INET;//ipv4 地址srcaddr.sin_port = htons(8888);//当前进程的端口号srcaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("xxx.xxx.xxx.xxx");//把主机地址转为32位整数bind(sockfd,(struct sockaddr *)&srcaddr,sizeof(struct sockaddr_in));//3、接收数据//目标结构体struct sockaddr_in destaddr;//目标信息destaddr.sin_family = AF_INET;destaddr.sin_port = htons(9999);destaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("xxx.xxx.xxx.xxx");char buf2[20];while(1){recvfrom(sockfd,buf2,20,0,NULL,NULL);    //接收printf("%s\n",buf2);sendto(sockfd,buf2,20,0,(struct sockaddr *)&destaddr,sizeof(destaddr));    //发送获取}close(sockfd);
}

UDP协议采用的非面向连接（没有连接），所以还是有很多问题的，无连接、不可靠、面向数据报的传输。而且发送了也不知道发送到了没，缺点之一。