• 网络编程 day01 (linux ) 网络字节序 与 主机字节序的转化函数 ，与相关的知识 。

    1.网络编程的知识：

    2.

     3.

    4.

    5.TCP/IP协议

    下面我们来简要了解TCP/IP的四层模型：

    网络接口层：负责将二进制流转换为数据帧，并进行数据帧的发送和接收。数据帧是网络信息传输的基本单元,ARP和RARP协议。

    网络层：负责将数据帧封装成IP数据报，同时负责选择数据报的路径，即路由，IP和ICMP协议。

    传输层：负责端到端之间的通信会话连接与建立，传输协议的选择根据数据传输方式而定,UDP和TCP协议。

    应用层：负责应用程序的网络访问，这里通过端口号来识别各个不同的进程，FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3 协议。

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    7.

    8.

    9.TCP协议特点

    1.TCP（即传输控制协议）：是一种面向连接的传输层协议，它能提供高可靠性通信(即数据无误、数据无丢失、数据无失序、数据无重复到达的通信)

    2.适用情况： 适合于对传输质量要求较高，以及传输大量数据的通信。

    在需要可靠数据传输的场合，通常使用TCP协议

    MSN/QQ等即时通讯软件的用户登录账户管理相关的功能通常采用TCP协议

    10.TCP/IP网络编程预备知识

    Socket：一种不同主机间通信的文件

    IP地址：标记不同主机

    端口号：标记不同应用程序

    字节序：传输规则

    11.Socket 简介

    Socket 是一个编程接口

    是一种特殊的文件描述符 (everything in Unix is a file)

    并不仅限于TCP/IP协议

    面向连接 (Transmission Control Protocol - TCP/IP)

    无连接 (User Datagram Protocol -UDP 和 Inter-network Packet Exchange - IPX)

    12.Socket类型

    流式套接字(SOCK_STREAM)       

    提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复的发送且按发送顺序接收。内设置流量控制，避免数据流淹没慢的接收方。数据被看作是字节流，无长度限制。

    数据报套接字(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。

    原始套接字(SOCK_RAW)                     

     可以对较低层次协议如IP、ICMP直接访问。

    13.IP地址

    IP地址是Internet中主机的标识 Internet中的主机要与别的机器通信必须具有一个IP地址

    IP地址为32位（IPv4）或者128位（IPv6） 每个数据包都必须携带目的IP地址和源IP地址，路由器依靠此信息为数据包选择路由。

    表示形式：常用十进制点分形式，如202.38.64.10，最后都会转换为一个32位的无符号整数。

    14.IP地址的转换（函数）

     htonl( );主机字节序数值 转换为 网络字节序数值

    ntohl();网络字节序数字 转化为 主机字节序数字

    inet_aton() 将strptr所指的字符串转换成32位的网络字节序二进制值的数字

    inet_addr() 函数 主机字节序的字符串 转换为 网络字节序的数值

    inet_ntoa  将32位网络字节序二进制地址  转换成点分十进制的字符串。

    inet_pton()   函数 主机字节序的字符串 转换为 网络字节序的数值

    inet_ntop()  函数 网络字节序的数值 转换为 主机字节序的字符串

    15.代码：

     htonl( );主机字节序数值 转换为 网络字节序数值

    ntohl();网络字节序数字 转化为 主机字节序数字

    1. /************************************************************************************************************************************************************************************************************************
    2.  *文件名:
    3.  *作  者:She001
    4.  *时  间:
    5.  *版  本:
    6.  *作  用:主机字节序　转　网络字节序　　
    7.  		网路字节序　转　主机字节序
    8. ****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
    9. #include
    10. #include
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    30. #include
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    35. #include
    36. #include
    37. #include
    38. #include
    39. #include
    40. #include
    41. // host  -- to  -- network  -- l : int  s: short
    42. // htonl   
    43.  
    44. int main(int argc,char *argv[])
    45. {
    46.  
    47. 	//主机字节序　转换为　网络字节序　
    48. 	int num =0x01020304;
    49. 	int net_order = htonl(num);
    50. 	printf("net_order = %#x\n",net_order);
    51. 	
    52.  
    53. 	//网络字节序　转化为　主机字节序
    54. 	// network --  to --  host    l :int 
    55. 	int host_order=ntohl(net_order);
    56. 	printf("host_order=%#x\n",host_order);
    57.  
    58.        return 0;
    59.  
    60. }

    16.代码：

    inet_aton() 将strptr所指的字符串转换成32位的网络字节序二进制值的数字

    inet_ntoa  将32位网络字节序二进制地址  转换成点分十进制的字符串。

    1. /************************************************************************************************************************************************************************************************************************
    2.  *文件名:
    3.  *作  者:She001
    4.  *时  间:
    5.  *版  本:
    6.  *作  用:
    7. ****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
    8. #include
    9. #include
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    38. #include
    39. #include
    40. #include
    41. #include
    42.  
    43. //主机字节序　：　1.　整数／数值　　2.字符串　　　
    44. //网络字节序　：　数值
    45. //主机　ip 地址　（十进制点分形式　字符串）
    46. //主机字符串　转换为　网络字节序数值函数　　　　inet_aton() 
    47. //反过来  inet_ntoa() 数字转换为字符串
    48.  
    49.  
    50.  
    51. int main(int argc,char *argv[])
    52. {
    53.  
    54. 	//主机字节序　的字符串转换为　网络字节序的数字
    55. 	char *ip="192.168.1.101";
    56. 	struct in_addr res ={0};
    57. 	int flg =inet_aton(ip,&res);//转换成功返回１
    58. 	printf("flg =%d   res =  %#x\n",flg,res.s_addr);
    59.  
    60. 	
    61. 	// 网络字节序数字　转化为　　主机字符串
    62. 	printf("host is %s\n",inet_ntoa(res));
    63.        return 0;
    64.  
    65. }

    17.代码：

    inet_addr() 函数 主机字节序的字符串 转换为 网络字节序的数值

    inet_pton()   函数 主机字节序的字符串 转换为 网络字节序的数值

    inet_ntop()  函数 网络字节序的数值 转换为 主机字节序的字符串

    1. /************************************************************************************************************************************************************************************************************************
    2.  *文件名:
    3.  *作  者:She001
    4.  *时  间:
    5.  *版  本:
    6.  *作  用:函数　inet_pton 函数
    7. ****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
    8. #include
    9. #include
    10. #include
    11. #include
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    19. #include
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    26. #include
    27. #include
    28. #include
    29. #include
    30. #include
    31. #include
    32. #include
    33. #include
    34. #include
    35. #include
    36. #include
    37. #include
    38. #include
    39. #include
    40. #include
    41. #include
    42. //
    43. //1.inet_pton() 函数 主机字节序的字符串　转换为　网络字节序的数值
    44. //2.inet_ntop() 函数　网络字节序的数值　转换为　主机字节序的字符串
    45. //3.inet_addr() 函数 主机字节序的字符串　转换为　网络字节序的数值
    46. //　
    47. //第一个的
    48. //原型：　int inet_pton(int af,const char*stc,void *det);
    49. //参数： af: AF_   INET IPV4
    50. //		 stc 要转化的字符串　
    51. //		 det 转换的结果,整形变量的地址
    52. //返回值　：　成功　１　不成功：　-1　　　没有转换的数据　0 
    53. //
    54. //第三个  　
    55. //原型：　in_addr_t inet_addr(const char *cp);
    56. //参数　;cp :十进制点分形式的ip字符串
    57. //返回值：网络字节序
    58. //
    59. //
    60. //第二个　
    61. //原型：　const char *inet_ntop(int af ,const void src,char *dsr socklen_t size)
    62. //参数：　af AF_IENT
    63. //        src 要转化的网络字符串
    64. //        dsr : 转化完的字符串
    65. //        size dsr的空间大小
    66. //返回值：转换完的字符串
    67. //
    68.  
    69. int main(int argc,char *argv[])
    70. {
    71. 	char *str="192.168.1.101";
    72. 	unsigned int net_order=0;
    73. //1.inet_pton() 函数 主机字节序的字符串　转换为　网络字节序的数值
    74. 	int res =inet_pton(AF_INET,str,&net_order);
    75. 	if(res <0)
    76. 	{
    77. 		perror("inet_pton  error\n");
    78. 		return -1;
    79. 	}
    80. 	printf("res =%d   inet_pton= %u\n",res,net_order);
    81. 	
    82.  
    83. //3.inet_addr() 函数 主机字节序的字符串　转换为　网络字节序的数值
    84. 	in_addr_t netorder1 = inet_addr(str);
    85. 	printf("netorder  = %u\n",netorder1);
    86.  
    87.  
    88. //2.inet_ntop() 函数　网络字节序的数值　转换为　主机字节序的字符串
    89. 	char ip[20]="";
    90.  
    91. 	const char* ipstr = inet_ntop(AF_INET,&net_order,ip,sizeof(ip));
    92. 	printf("host ip = %s\n",ip);
    93. 	printf("ipstr =%s \n",ipstr);
    94.  
    95.        return 0;
    96.  
    97. }

    18.测试代码 ：测试大端（网络字节序）  小端 （主机字节序）的存储方式的不同

    代码：

    1. /************************************************************************************************************************************************************************************************************************
    2.  *文件名:
    3.  *作  者:She001
    4.  *时  间:
    5.  *版  本:
    6.  *作  用:网络编程
    7. ****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
    8. #include
    9. #include
    10. #include
    11. #include
    12. #include
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    17. #include
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    29. #include
    30. #include
    31. #include
    32. #include
    33. #include
    34. #include
    35. #include
    36. #include
    37. #include
    38. #include
    39. //查看数据在内存中的存储
    40. //网络字节序　是大端存储的字节序，　是在两个电脑传输的时候用的东西
    41. //主机字节序　是小端存储的字节序　　是在自己的一个电脑上传输数据的东西
    42. int main(int argc,char *argv[])
    43. {
    44. 	int num =0x01020304;   //主机字节序　　数据的存储　　也叫小端存储
    45. 	char *p=(char *)#  //p 指向低地址
    46. 	int i;
    47. 	//真理　验证
    48. 	for(i=0;i<4;i++)
    49. 	{
    50. 		printf("%p  %#x\n",p,*p);  //%#x  十六进制的输出　
    51. 		p++;
    52. 	}
    53.  
    54.  
    55.  
    56.  
    57.  
    58.        return 0;
    59.  
    60. }

    19.端口号

    为了区分一台主机接收到的数据包应该转交给哪个进程来进行处理，使用端口号来区别

    TCP端口号与UDP端口号独立

    端口号一般由IANA (Internet Assigned Numbers Authority) 管理 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）

    已登记端口：1024~49151

    动态或私有端口：49152~65535

    20.

    21.字节序

    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)： 小端序（little-endian） - 低序字节存储在低地址 将低字节存储在起始地址，称为“Little-Endian”字节序，Intel、AMD等采用的是这种方式； 大端序（big-endian）- 高序字节存储在低地址 将高字节存储在起始地址，称为“Big-Endian”字节序，由ARM、Motorola等所采用

    网络中传输的数据必须按网络字节序，即大端字节序

    在大部分PC机上，当应用进程将整数送入socket前，需要转化成网络字节序；当应用进程从socket取出整数后，要转化成小端字节序）

    网络字节序(NBO - Network Byte Order) 使用统一的字节顺序，避免兼容性问题

    主机字节序(HBO - Host Byte Order) 不同的机器HBO是不一样的，这与CPU的设计有关 Motorola 68K系列、ARM系列，HBO与NBO是一致的 Intel X86系列，HBO与NBO不一致

    22.TCP/IP协议建立TCP连接的过程（三次握手）

    A→B：主机A向主机B发送连接请求，报文中包括SYN控制标志，但没有数据。主机B收到SYN后，将其状态转化成SYN-RECEIVED

    A←B：主机B向主机A发送建立连接请求，并会带队主机A的SYN确认。主机A收到消息后，将其状态变成ESTABLISHED

    A→B：主机B收到主机A发来确认信息后，也将自身状态转化为ESTABLISHED，至此，一条TCP连接建立完毕。接下来就可以再两台主机间传输数据了

    //建立连接-传输数据。

    23.TCP/IP协议建立TCP关闭的过程 （四次挥手）

    关闭TCP连接 发起连接的一方（主机A）

    请求关闭TCP连接 主机B主动请求关闭TCP连接

    主机A和主机B同时发起断开连接的请求。

    24.打包 与 解包 的过程

    代码：

    1. /************************************************************************************************************************************************************************************************************************
    2.  *文件名:
    3.  *作  者:She001
    4.  *时  间:
    5.  *版  本:
    6.  *作  用:socket 编程接口　 是一种特殊的文件描述符号，并不限于TCP/IP 协议
    7. ****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
    8. #include
    9. #include
    10. #include
    11. #include
    12. #include
    13. #include
    14. #include
    15. #include
    16. #include
    17. #include
    18. #include
    19. #include
    20. #include
    21. #include
    22. #include
    23. #include
    24. #include
    25. #include
    26. #include
    27. #include
    28. #include
    29. #include
    30. #include
    31. #include
    32. #include
    33. #include
    34. #include
    35. #include
    36. #include
    37. #include
    38. #include
    39. #include
    40. #include
    41. #include
    42.  
    43. //struct sockaddr_in
    44. //1.
    45.  
    46.  
    47. //通用的网络编程接口: socket 　位于会话层　和传输层　之间
    48. //三种套接字　的类型
    49. //SOCK_STREAM  流式套接字　　TCP
    50. //            数据报的套接字　UTP
    51. // _sockaddr_in
    52. int main(int argc,char *argv[])
    53. {
    54. 	if(argc <3)//参数判断
    55. 	{
    56. 		perror("argc error\n");
    57. 		return -1;
    58. 	}
    59.  
    60. 	//打包
    61. 	//----------------------------
    62. 	struct sockaddr_in saddr ={0};
    63. 	saddr.sin_family=AF_INET; //IPV4 协议族
    64. 	saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//主机字节序　转换　网络字节序
    65. 	saddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));  //  端口号 字符串转换为主机字节序的整形　再次转化为　网络字节序的数字
    66. 	
    67.  
    68. 	//解包
    69. 	//-------------------------------
    70. 	printf("sever port = %d\n",ntohs(saddr.sin_port));
    71. 	char ip[20]="";
    72. 	printf("server ip =%s \n",inet_ntop(AF_INET,&saddr.sin_addr.s_addr ,ip,sizeof(ip)));
    73.  
    74.  
    75.  
    76.        return 0;
    77.  
    78. }

    25.函数；

    //1.gethostname: 获取本主机的名称
    //2.gethostbyname: 通过域名www.baidu.com　　获得主机名
    //3.sethostname  设置主机名　

    代码：

    1. /************************************************************************************************************************************************************************************************************************
    2.  *文件名:
    3.  *作  者:She001
    4.  *时  间:
    5.  *版  本:
    6.  *作  用:
    7. ****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
    8. #include
    9. #include
    10. #include
    11. #include
    12. #include
    13. #include
    14. #include
    15. #include
    16. #include
    17. #include
    18. #include
    19. #include
    20. #include
    21. #include
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    24. #include
    25. #include
    26. #include
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    28. #include
    29. #include
    30. #include
    31. #include
    32. #include
    33. #include
    34. #include
    35. #include
    36. #include
    37. #include
    38. #include
    39. #include
    40. #include
    41. #include
    42. #include
    43.  
    44. //1.gethostname: 获取本主机的名称
    45. //2.gethostbyname: 通过域名www.baidu.com　　获得主机名
    46. //3.sethostname  设置主机名　
    47. int main()
    48. {
    49. 	/*
    50. 	char hostname1[100]="student-machine";
    51. 	if(!sethostname(hostname1,strlen(hostname1))) //设置主机名字
    52. 	{
    53. 		printf("set  host  = %s \n ",hostname1);
    54. 	}
    55. 	else
    56. 	{
    57. 		perror("set host error\n");
    58. 		return -2;
    59. 	}
    60. 	*/
    61.  
    62. 	char hostname[200]="";
    63. 	if(!gethostname(hostname,sizeof(hostname))) //获取主机名字
    64. 	{
    65. 		printf("hostname =  %s \n",hostname);
    66. 	}
    67. 	else
    68. 	{
    69. 		printf("gethostname error\n");
    70. 		return -1;
    71. 	}
    72.  
    73. 	//通过域名获取主机名字　　
    74. 	char *str="www.baidu.com";
    75. 	struct hostent *host = gethostbyname(str);
    76. 	if(host ==NULL)
    77. 	{
    78. 		perror("gethostbyname error\n");
    79. 	}
    80. 	else
    81. 	printf("host name is %s\n",host->h_name);
    82.  
    83.  
    84.  
    85. 	//输出别名
    86. 	while(*host->h_aliases !=NULL)  //->  .  []  成员运算符　　优先级很强
    87. 	{
    88. 		printf("aliases  =%s  \n",*host->h_aliases);
    89. 		host->h_aliases++; //二级指针可以移位置 
    90. 	}
    91. 	
    92.  
    93. 	//获取地址列表　
    94. 	char ip[100]="";
    95. 	while(*host->h_addr_list!=NULL)
    96. 	{
    97. 		printf("list : %s \n",inet_ntop(AF_INET,*host->h_addr_list,ip,sizeof(ip)));
    98. 		host->h_addr_list++;//二级指针可以移位置
    99. 	}
    100.  
    101.  
    102.  
    103. 	
    104. 	
    105.  
    106.  
    107.  
    108. 	return 0;
    109. }

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