1.源IP和目的IP

两个主机在进行通信的时候，是通过各自的IP地址来找到对方的。对于一个通信信息来讲，信息发出者的IP称为源IP，信息接受者的IP称为目的IP。
源IP和目的IP存放在信息的报头中，最大的意义在于:指导一个报文如何进行路径选择。

2.端口号

(1)套接字

当数据从一台主机发送到另一台主机上后，就需要进行数据处理，在主机上有多个进程，如何知道是发送给哪一个进程呢？这就需要用到端口号来标识唯一的一个进程(用该进程绑定主机的一个端口号)。网络通信分为两步，先通过IP找到对应主机，再通过端口号找到对应进程。
IP+端口号就可以唯一的标识互联网中的一个进程。我们将IP+端口号称为一个套接字。

(2)PIDvs端口号

每一个进程都有自己的pid，为什么还需要端口号呢？因为这方便解耦。使用PID的话，一旦某一台主机的进程的PID发生了改变，那么整个网络都需要发生变化。为了导致整个网络系统的稳定性，使用端口号来标识进程。

一个进程可以关联多个端口号。
一个端口号只能关联一个进程。

3.TCP和UDP

目前我们只需要知道，TCP是可靠的，有链接；UDP是不可靠的，无链接。
注意，这里的可靠和不可靠是中性词，可靠意味着更多的资源消耗。

4.网络字节序

当两台主机进行通信的时候，它们可能是大端机或者小端机。但是为了方便通信，网络规定所有发送到网络中的数据必须是以大端的形式。如果是小端机需要自己将数据转化为大端再进行发送。

5.网络通信的接口

(1)头文件

这四个头文件是必须被记住的。

#include
#include
#include
#include

(2)常用函数

创建套接字

int socket(int domain, int type, int protocol);

第一个参数，代表的是协议族，它的值可以是：
当我们使用Udp协议的时候，选择AF_INET
第二个参数代表的是套接字类型，它的值可以是：

在Udp中，套接字类型为SOCK_DGRAM。
第三个参数表示的是协议类型，当前两个参数确定之后，第三个参数会被自动识别，这里我们填0即可。
当创建套接字失败，则返回-1，如果成功则返回的是套接字的文件描述符，套接字是一个抽象层，用户可以将其像文件一样打开，读写操作。但是使用的接口和文件操作的完全不同。

套接字绑定本地协议地址

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

bind函数将一个本地协议地址赋予一个套接字，它的第一个参数是套接字的文件描述符。
第二个参数表示一个指向特定协议地址结构的指针，第三个参数表示该地址结构的长度。
理解这个函数之前，我们要了解一下sockaddr这个结构体，它是一个类似多态的可以接收两种具体结构体类型的结构体：

不同的协议对应不同的协议地址结构，但是都可以作为实参传入sockaddr结构体中，不使用void的原因是，当时还没有提出void的概念。在使用的时候需要强转类型。
我们可以查一下该结构体的内容：

建立一个协议地址结构，需要对该结构体的内容进行初始化。
其中_SOCKADDR_COMMON是一个宏定义，使用family来替换它，传入的是协议族，这里我们可以传入AF_INET。
sin_port表示一个端口号，需要我们自己定义一个端口号并传入。端口号不能直接传入，而是需要转化成网络序列再进行传入，将端口号转化为网络序列的函数为：

uint16_t htons(uint16_t hostshort);

传入的内容就是16进制的端口号，返回该端口号的网络序列。
sin_addr是一个结构体，它里面有一个变量：

我们向该变量中传入本机的IP。但是传入本机IP的时候，需要将人可以识别的点分十进制转换成4字节整数IP。同时还要考虑大小端。
系统提供了inet_addr函数来帮助实现这一过程：

in_addr_t inet_addr(const char *cp);

向其中传入的就是点分十进制IP，将返回值传给s_addr即可。对于服务器来说，如果绑定的是确定的IP，那么只有发向该IP的数据才会被交给网络进程，但是一般服务器可能由多张网卡，配置了多个IP，我们需要不是发给某个IP的数据，而是发给所有IP的数据，因此在绑定服务器IP的时候，通常使用INADDR_ANY。而以上的结构通常是客户端来使用的。
bind的第三个参数表示的是该协议地址结构的大小。

发送接收数据

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

第一个参数表示套接字的文件描述符，第二个参数表示缓冲区的大小，第三个参数表示读的方式，通常默认为0。
第四第五个参数表示的是和服务端进行通信的客户端套接字的信息，表明是谁发的数据。
返回值表示读到多少字节。

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

第一个参数表示套接字的文件描述符，第二个参数表示缓冲区的大小，第三个参数表示方式，第四个参数表示向谁发送数据，第五个参数表示发送数据的长度。

6.通信的实现

(1)服务端

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

const uint16_t port = 8080;

// udp_server,细节最后在慢慢完善

int main()
{
    //1. 创建套接字，打开网络文件
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(sock < 0){
        std::cerr << "socket create error: " << errno << std::endl;
        return 1;
    }
    //2. 给该服务器绑定端口和ip(特殊处理)
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family = AF_INET;
    local.sin_port = htons(port); //此处的端口号，是我们计算机上的变量，是主机序列
    local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    //给套接字绑定主机的IP和端口号
    if(bind(sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local)) < 0){
        std::cerr << "bind error : " << errno << std::endl;
        return 2;
    }
    //3. 提供服务
    bool quit = false;
    #define NUM 1024
    char buffer[NUM];
    while(!quit)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);
        recvfrom(sock, buffer, sizeof(buffer)-1, 0, (struct sockaddr*)&peer, &len);//从peer这个协议地址结构接收数据
        std::cout << "client# " << buffer << std::endl;
        std::string echo_hello = "hello";
        sendto(sock, echo_hello.c_str(), echo_hello.size(), 0, (struct sockaddr*)&peer, len);//向peer地址结构发送数据
    }
    return 0;
}
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(2)客户端

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include

void Usage(std::string proc)
{
    std::cout << "Usage: \n\t" << proc << " server_ip server_port" << std::endl;
}

// ./udp_client server_ip server_port

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 3)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 0;
    }

    // 1. 创建套接字，打开网络文件
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sock < 0)
    {
        std::cerr << "socket error : " << errno << std::endl;
        return 1;
    }

    //客户端需要显示的bind的吗？？
    // a. 首先，客户端必须也要有ip和port
    // b. 但是，客户端不需要显示的bind！一旦显示bind，就必须明确，client要和哪一个port关联
    // client指明的端口号，在client端一定会有吗？？有可能被占用，被占用导致client无法使用
    // server要的是port必须明确，而且不变，但client只要有就行！一般是由OS自动给你bind()
    // 就是client正常发送数据的时候，OS会自动给你bind，采用的是随机端口的方式！

    // b. 你要给谁发？？
    struct sockaddr_in server;
    server.sin_family = AF_INET;
    server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    // 2.使用服务
    while (1)
    {
        // a. 你的数据从哪里来？？
        std::string message;
        std::cout << "输入# ";
        std::cin >> message;

        sendto(sock, message.c_str(), message.size(), 0, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server));

        //此处tmp就是一个”占位符“
        struct sockaddr_in tmp;
        socklen_t len = sizeof(tmp);
        char buffer[1024];
        recvfrom(sock, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&tmp, &len);

        std::cout << "server echo# " << buffer << std::endl;
    }

    return 0;
}
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如果云服务器没有开放端口号，使用本地IP：

127.0.0.1

即可进行通信。