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网络、网络协议模型、UDP编程——计算机网络——day01
今天来到了网络编程，主要讲了网络、网络协议模型以及UDP编程
网络
网络主要是进行：数据传输和数据共享
网络协议模型
OSI协议模型 应用层 实际发送的数据 表示层 发送的数据是否加密 会话层 是否建立会话连接 传输层 数据传输的方式（数据报、流式） 网络层 数据的路由(如何从一个局域网到达另一个局域网) IP地址 数据链路层 局域网下如何通信 物理层 物理介质的连接 TCP/IP协议模型 应用层 传输的数据 传输层 传输的方式 网络层 数据如何从一台主机到达另一台主机 网络接口层 物理介质的连接- 1
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应用层
应用层主要的传输协议有： HTTP 超文本传输协议 HTTPS FTP 文件传输协议 TFTP 简单文本传输协议 SMTP 邮件传输协议 MQTT TELNET ..- 1
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传输层
UDP 用户数据报协议 特点: 1.实现机制简单 2.资源开销小 3.不安全不可靠 TCP 传输控制协议 特点: 1.实现机制复杂 2.资源开销大 3.安全可靠- 1
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网络层
网络层这块主要讲一下IPv4
IP地址:唯一标识网络中一台主机的标号 IP地址:网络位 + 主机位 子网掩码:用来标识IP地址的网络位和主机位 子网掩码是1的部分表示IP地址的网络位 子网掩码是0的部分表示IP地址的主机位 网段号:网络位不变,主机位全为0,表示网段号 广播地址:网络位不变,主机位全为1,表示广播地址 IP地址类型: A类 1.0.0.0 - 126.255.255.255 子网掩码:255.0.0.0 管理超大规模网络 10.0.0.0 - 10.255.255.255 B类 128.0.0.0 - 191.255.255.255 子网掩码:255.255.0.0 管理大中规模型网络 172.16.0.0 - 172.31.255.255 C类 192.0.0.0 - 223.255.255.255 子网掩码:255.255.255.0 管理中小规模型网络 192.168.0.0 - 192.168.255.255 D类 224.0.0.0 - 239.0.0.0 用于组播 E类 240.0.0.0 - 255.255.255.255 用于实验- 1
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UDP编程
也是进程间socket套接字编程
1.发端
socket
int socket(int domain, int type, int protocol); 功能: 创建一个用来通信的文件描述符 参数: domain:使用的协议族 AF_INET (IPv4协议族) type:套接字类型 SOCK_STREAM:流式套接字 SOCK_DGRAM:数据报套接字 SOCK_RAW:原始套接字 protocol:协议 默认为0 返回值: 成功返回文件描述符 失败返回-1- 1
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sendto
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen); 功能: 利用套接字向指定地址发送数据信息 参数: sockfd:套接字文件描述符 buf:发送数据空间首地址 len:发送数据的长度 flags:属性默认为0 dest_addr:目的地址信息存放的空间首地址 addrlen:目的地址的长度 struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */ in_port_t sin_port; /* port in network byte order */ struct in_addr sin_addr; /* internet address */ }; /* Internet address. */ struct in_addr { uint32_t s_addr; /* address in network byte order */ }; 返回值: 成功返回实际发送字节数 失败返回-1- 1
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recvfrom
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen); 功能: 从套接字中接收数据 参数: sockfd:套接字文件描述符 buf:存放数据空间首地址 flags:属性 默认为0 src_addr:存放IP地址信息的空间首地址 addrlen:存放接收到IP地址大小空间的首地址 返回值: 成功返回实际接收字节数 失败返回-1- 1
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inet_addr、htons
inet_addr: in_addr_t inet_addr(const char *cp); 功能： 将字符串IP地址转换为内存中的IP地址 htons uint16_t htons(uint16_t hostshort); 功能: 将本地字节序转换为网络的大端字节序- 1
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eg：编写程序实现从终端接收字符串发送给 windows软件调试助手,并接受软件助手的回复,显示在终端屏幕上
#include"head.h" int main(void) { int sockfd = 0; struct sockaddr_in recvaddr; struct sockaddr_in addc; char tmpbuff[1024] = {"hello world"}; //发送的字符串 char recvbuff[1024] = {0}; ssize_t nsize = 0; socklen_t addrlen; sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); //参数1：IPv4协议族；参数2：数据报套接字；参数3：协议，默认为0 if(-1 == sockfd) { perror("fail to socket"); return -1; } recvaddr.sin_family = AF_INET; recvaddr.sin_port = htons(50000); //将端口50000转为网络的大端模式 recvaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.104");//将字符串IP地址转为内存中的IP地址 addrlen = sizeof(addc); nsize = sendto(sockfd,tmpbuff,strlen(tmpbuff),0,(struct sockaddr *)&recvaddr,sizeof(recvaddr)); if(-1 == nsize) { perror("fail to sendto"); return -1; } printf("成功发送 %ld 字节!\n",nsize); recvfrom(sockfd,recvbuff,sizeof(recvbuff),0,(struct sockaddr *)&addc,&addrlen); //接收 printf("%s",recvbuff); close(sockfd); return 0; }- 1
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结果：
我们可以看到
发端：socket -> sendto -> close
收端: socket -> bind -> recvfrom -> close
UDP需要注意的细节点
1.UDP是无连接,发端退出,收端没有任何影响 2.UDP发送数据上限,最好不要超过1500个字节 3.UDP是不安全不可靠的,连续且快速的传输数据容易产生数据丢失- 1
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UDP包头长度:8个字节
分别是：源端口号（2个字节） 目的端口号（2个字节） 长度（2个字节） 校验和（2个字节）- 1
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eg：要求在不同主机中编写两个程序,实现全双工聊天功能
1.进入软件后接收当前用户的昵称
2.显示的格式为 对方用户昵称(对方IP:对方端口)>接收到的内容
3.用户输入".quit"退出聊天
4.网络通信时收发结构体
struct person
{
char name[32];
char text[512];
};head.h
#ifndef __HEAD_H__ #define __HEAD_H__ #include#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include struct person { char name[32]; char text[512]; }; #endif - 1
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client.c
#include"head.h" int sockfd = 0; struct sockaddr_in sendaddr; struct sockaddr_in recvaddr; ssize_t nsize = 0; socklen_t addrlen = sizeof(recvaddr); void *threadSend(void *arg) //发端 { struct person user; scanf("%s",user.name); nsize = sendto(sockfd,user.name,strlen(user.name),0,(struct sockaddr *)&sendaddr,sizeof(sendaddr)); if(-1 == nsize) { perror("fail to sendto"); return NULL; } while(1) { memset(&user.text,0,sizeof(user.text)); scanf("%s",user.text); nsize = sendto(sockfd,user.text,strlen(user.text),0,(struct sockaddr *)&sendaddr,sizeof(sendaddr)); if(-1 == nsize) { perror("fail to sendto"); return NULL; } if(!strcmp(user.text,".quit")) { break; } } } void *threadRecv(void *arg) { struct person user; nsize = recvfrom(sockfd,user.name,sizeof(user.name),0,(struct sockaddr *)&recvaddr,&addrlen); //首先接收名字 if(-1 == nsize) { perror("fail to recvfrom"); return NULL; } while(1) { memset(&user.text,0,sizeof(user.text)); //刷新 nsize = recvfrom(sockfd,user.text,sizeof(user.text),0,(struct sockaddr *)&recvaddr,&addrlen); if(-1 == nsize) { perror("fail to recvfrom"); return NULL; } if(!strcmp(user.text,".quit")) { break; } printf("%s %s:%d > %s\n",user.name,inet_ntoa(recvaddr.sin_addr),ntohs(recvaddr.sin_port),user.text); } } int main(void) { int ret = 0; pthread_t send; pthread_t recv; pthread_create(&send,NULL,threadSend,NULL); //创建发送线程 pthread_create(&recv,NULL,threadRecv,NULL); //创建接收线程 sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); if(-1 == sockfd) { perror("fail to socket"); return -1; } sendaddr.sin_family = AF_INET; sendaddr.sin_port = htons(50000); sendaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.174"); recvaddr.sin_family = AF_INET; recvaddr.sin_port = htons(50000); recvaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.152"); ret = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&recvaddr,sizeof(recvaddr)); //绑定接收端的IP地址和端口号 if(-1 == ret) { perror("fail to bind"); return -1; } pthread_join(send,NULL); pthread_join(recv,NULL); close(sockfd); return 0; }- 1
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结果：
以上就是今天内容！
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