⽹络编程基础API
1.预备知识
⽹络字节序
1.TCP/IP协议规定，⽹络数据流应采⽤⼤端字节序
0x12345678
⼩端存储：78存储在低地址
⼤端存储：12存储在低地址
⽹络字节序和主机字节序的转换
#include <arpa/inet.h>
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
h表⽰host，n表⽰network，l(long)表⽰32位长整数，s(short)表⽰16位短整数。
如果主机是⼩端字节序，这些函数将参数做相应的⼤⼩端转换然后返回，如果主机是⼤端字节序，这些函数不做转
换，将参数原封不动地返回。
IP地址转换函数
192.168.56.101这就是⼀个字符串，要把这个字符串转换成32位的ip地址
#include <arpa/inet.h>
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);
const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size);
⽀持IPv4和IPv6
可重⼊函数
2.⽹络套接字函数
1.socket
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);
domain:
AF_INET 这是⼤多数⽤来产⽣socket的协议，使⽤TCP或UDP来传输，⽤IPv4的地址
AF_INET6 与上⾯类似，不过是来⽤IPv6的地址
AF_UNIX 本地协议，使⽤在Unix和Linux系统上，⼀般都是当客户端和服务器在同⼀台及其上的时候使⽤
type:
SOCK_STREAM 这个协议是按照顺序的、可靠的、数据完整的基于字节流的连接。这是⼀个使⽤最多的socket类
型，这个socket是使⽤TCP来进⾏传输。
SOCK_DGRAM 这个协议是⽆连接的、固定长度的传输调⽤。该协议是不可靠的，使⽤UDP来进⾏它的连接。
SOCK_SEQPACKET 这个协议是双线路的、可靠的连接，发送固定长度的数据包进⾏传输。必须把这个包完整的
接受才能进⾏读取。
SOCK_RAW 这个socket类型提供单⼀的⽹络访问，这个socket类型使⽤ICMP公共协议。（ping、traceroute使
⽤该协议）
SOCK_RDM 这个类型是很少使⽤的，在⼤部分的操作系统上没有实现，它是提供给数据链路层使⽤，不保证数
据包的顺序
protocol:
0 默认协议
返回值：
成功返回⼀个新的⽂件描述符，失败返回-1，设置errno
socket()打开⼀个⽹络通讯端⼝，如果成功的话，就像open()⼀样返回⼀个⽂件描述符，应⽤程序可以像读写⽂件⼀样⽤read/write在⽹络上收发数据，如果socket()调⽤出错则返回-1。对于IPv4，domain参数指定为AF_INET。对于TCP协议，type参数指定为SOCK_STREAM，表⽰⾯向流的传输协议。如果是UDP协议，则type参数指定为SOCK_DGRAM，表⽰⾯向数据报的传输协议。protocol参数的介绍从略，指定为0即可。
2.bind函数
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
sockfd：
socket⽂件描述符
addr:
构造出IP地址加端⼝号
addrlen:
sizeof(addr)长度
返回值：
成功返回0，失败返回-1, 设置errno
bind函数的第⼆个参数是由于历史原因决定的，其实完全可以写成void*类型，然后根据前16为类决定是哪⼀类的地址。
服务器程序所监听的⽹络地址和端⼝号通常是固定不变的，客户端程序得知服务器程序的地址和端⼝号后就可以向服务器发起连接，因此服务
器需要调⽤bind绑定⼀个固定的⽹络地址和端⼝号。bind()的作⽤是将参数sockfd和addr绑定在⼀起，使sockfd这个⽤于⽹络通讯的⽂件描述符监听addr所描述的地址和端⼝号。前⾯讲过，struct sockaddr *是⼀个通⽤指针类型，addr参数实际上可以接受多种协议的sockaddr结构体，⽽它们的长度各不相同，所以需要第三个参数addrlen指定结构体的长度。如：
struct sockaddr_in servaddr;
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//INADDR_ANY表⽰本机的任意的ip地址，可能有好⼏个⽹卡。
servaddr.sin_port = htons(8000);
⾸先将整个结构体清零，然后设置地址类型为AF_INET，⽹络地址为INADDR_ANY，这个宏表⽰本地
的任意IP地址，因为服务器可能有多个⽹卡，每个⽹卡也可能绑定多个IP地址，这样设置可以在所有的IP地址上监听，直到与某个客户端建⽴了连接时才确定下来到底⽤哪个IP地址，端⼝号为8000。
3.listen：不要从字⾯意思理解，这个listen的意思是socket⽂件描述符去具备监听的能⼒。
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);
sockfd:
socket⽂件描述符
backlog:
排队建⽴3次握⼿队列和刚刚建⽴3次握⼿队列的链接数和(内核维护的两个队列)
listen函数后⾯维护了两个队列，⼀个是完成3次握⼿的队列，⼀个是未完成3次握⼿的队列。，当调⽤accept函数时，就是从已连接的队列中取出⼀个已经完成3次握⼿的连接。
典型的服务器程序可以同时服务于多个客户端，当有客户端发起连接时，服务器调⽤的accept()返回并接受这个连接，如果有⼤量的客户端发起连接⽽服务器来不及处理，尚未accept的客户端就处于连接等待状态，listen()声明sockfd处于监听状态，并且最多允许有backlog个客户端处于连接待状态，如果接收到更多的连接请求就忽略。listen()成功返回0，失败返回-1。
4.accept函数
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
sockdf:
socket⽂件描述符
addr:
传出参数，返回链接客户端地址信息，含IP地址和端⼝号
addrlen:
传⼊传出参数（值-结果），传⼊sizeof(addr)⼤⼩，函数返回时返回真正接收到地址结构体的⼤⼩
返回值：
成功返回⼀个新的socket⽂件描述符，专门⽤于和客户端通信，失败返回-1，设置errno
为什么要产⽣新的socket呢
原来的socket还要处理请求连接的。
三⽅握⼿完成后，服务器调⽤accept()接受连接，如果服务器调⽤accept()时还没有客户端的连接请求，就阻塞等待直到有客户端连接上来。addr是⼀个传出参数，accept()返回时传出客户端的地址和端⼝号。addrlen参数是⼀个传⼊传出参数（value-resultargument），传⼊的是调⽤者提供的缓冲区addr的长度以避免缓冲区溢出问题，传出的是客户端地址结构体的实际长度（有可能没有占满调⽤者提供的缓冲区）。如果给addr参数传NULL，表⽰不关⼼客户端的地址。
5.客户端的connect函数
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
sockdf:
socket⽂件描述符
addr:
传⼊参数，指定服务器端地址信息，含IP地址和端⼝号
addrlen:
传⼊参数，传⼊sizeof(addr)⼤⼩
返回值：
成功返回0，失败返回-1，设置errno
客户端需要调⽤connect()连接服务器，connect和bind的参数形式⼀致，区别在于bind的参数是⾃⼰的地址，⽽connect的参数是对⽅的地址。connect()成功回0，出错返回-1。
6.⼀个简单的服务器回射函数
server.c
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
}while(0)
int main(void)
{
int listenfd;
if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)
ERR_EXIT("socket");
struct sockaddr_in servaddr;
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(5188);
//三种⽅式设置ip地址
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//表⽰本机的任意地址
/*servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");*/
/*inet_aton("127.0.0.1, &servaddr.sin_addr");*/
if ( bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0 )
ERR_EXIT("bind");
/*主动套接字是来发起连接*/
if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0)//⼀旦调⽤了这个函数就变成了被动套接字（接受连接）  ERR_EXIT("listen");
struct sockaddr_in peeraddr;//对⽅的地址长度
socklen_t peerlen = sizeof(peeraddr);
int conn = 0;//主动套接字
//这⾥少加了⼀个括号，调试了好长时间
if ((conn = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&peeraddr, &peerlen)) < 0 )
ERR_EXIT("accept");
//获取客户端的IP地址
printf("ip=%s, port =%d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port));
char recvbuf[1024];
while(1)
{
memset(recvbuf , 0, sizeof(recvbuf));
int ret = read(conn, recvbuf, sizeof(recvbuf));
if (ret < 0)
{
ERR_EXIT("read");
}
fputs(recvbuf, stdout);
write(conn, recvbuf, ret);
}
close(listenfd);
close(conn);
return 0;
}
client.c
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{\
perror(m);\
exit(EXIT_FAILURE); \
}while(0)
int main(void)
{
int sock;
if ((sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)
ERR_EXIT("socket");
struct sockaddr_in servaddr;
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(5188);
//三种⽅式设置ip地址
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
if ( connect(sock, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)  ERR_EXIT("connect");
char sendbuf[1024] = "aaa";
char recvbuf[1024] = {0};
while(fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)
{
write(sock, sendbuf,  strlen(sendbuf));
read(sock, recvbuf, sizeof(recvbuf));
fputs(recvbuf, stdout);
memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
}recv函数
close(sock);
return 0;
}

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