1882. 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)概念
(1)套接口的概念：
套接口網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)現(xiàn)文件傳輸，也叫“套接字”。是操作系統(tǒng)內(nèi)核中的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相互通信的門戶。它是網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程的ID。網(wǎng)絡(luò)通信，歸根到底還是進(jìn)程間的通信（不同計(jì)算機(jī)上的進(jìn)程間通信）。在網(wǎng)絡(luò)中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)（計(jì)算機(jī)或路由）都有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，也就是IP地址。兩個(gè)進(jìn)程通信時(shí)，首先要確定各自所在的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址。但是，網(wǎng)絡(luò)地址只能確定進(jìn)程所在的計(jì)算機(jī)，而一臺(tái)計(jì)算機(jī)上很可能同時(shí)運(yùn)行著多個(gè)進(jìn)程，所以僅憑網(wǎng)絡(luò)地址還不能確定到底是和網(wǎng)絡(luò)中的哪一個(gè)進(jìn)程進(jìn)行通信，因此套接口中還需要包括其他的信息，也就是端口號(hào)（PORT）。在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，一個(gè)端口號(hào)一次只能分配給一個(gè)進(jìn)程，也就是說，在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，端口號(hào)和進(jìn)程之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。所以，使用端口號(hào)和網(wǎng)絡(luò)地址的組合可以唯一的確定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程。
例如，如網(wǎng)絡(luò)中某一臺(tái)計(jì)算機(jī)的IP為10.92.20.160，操作系統(tǒng)分配給計(jì)算機(jī)中某一應(yīng)用程序進(jìn)程的端口號(hào)為1500，則此時(shí) 10.92.20.160 1500就構(gòu)成了一個(gè)套接口。
(2)端口號(hào)的概念：
在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，端口大致有兩種意思：一是物理意義上的端口，如集線器、交換機(jī)、路由器等用于連接其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口。二是指TCP/IP協(xié)議中的端口，端口號(hào)的范圍從0~65535，一類是由互聯(lián)網(wǎng)指派名字和號(hào)碼公司ICANN負(fù)責(zé)分配給一些常用的應(yīng)用程序固定使用的“周知的端口”，其值一般為0~1023.例如http的端口號(hào)是80，ftp為21，ssh為22，為23等。還有一類是用戶自己定義的，通常是大于1024的整型值。
(3)ip地址的表示：
通常用戶在表達(dá)IP地址時(shí)采用的是點(diǎn)分十進(jìn)制表示的數(shù)值（或者是為冒號(hào)分開的十進(jìn)制Ipv6地址），而在通常使用的編程中使用的則是二進(jìn)制值，這就需要將這兩個(gè)數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
ipv4地址：32bit, 4字節(jié)，通常采用點(diǎn)分十進(jìn)制記法。
例如對(duì)于：11
點(diǎn)分十進(jìn)制表示為：128.11.3.31
2.1. 概念
Linux中的網(wǎng)絡(luò)編程是通過接口來進(jìn)行的。是一種特殊的I/O接口，它也是一種文件描述符。它是一種常用的進(jìn)程之間通信機(jī)制，通過它不僅能實(shí)現(xiàn)本地機(jī)器上的進(jìn)程之間的通信，而且通過網(wǎng)絡(luò)能夠在不同機(jī)器上的進(jìn)程之間進(jìn)行通信。
每一個(gè)都用一個(gè)半相關(guān)描述{協(xié)議、本地地址、本地端口}來表示；一個(gè)完整的套接字則用一個(gè)相關(guān)描述{協(xié)議、本地地址、本地端口、遠(yuǎn)程地址、遠(yuǎn)程端口}來表示。也有一個(gè)類似于打開文件的函數(shù)調(diào)用，該函數(shù)返回一個(gè)整型的描述符，隨后的連接建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鞫际峭ㄟ^來實(shí)現(xiàn)的；
2.2. 類型
(1)流式（） à用于TCP通信
流式套接字提供可靠的、面向連接的通信流；它使用TCP協(xié)議，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和順序性。
(2)數(shù)據(jù)報(bào)（） à用于UDP通信
數(shù)據(jù)報(bào)套接字定義了一種無連接的服務(wù)，數(shù)據(jù)通過相互獨(dú)立的報(bào)文進(jìn)行傳輸，是無序的，并且不保證是可靠、無差錯(cuò)的。它使用數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。
(3)原始 （） à用于新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的測試等
原始套接字允許對(duì)底層協(xié)議如IP或ICMP進(jìn)行直接訪問，它功能強(qiáng)大但使用較為不便，主要用于一些協(xié)議的開發(fā)。
2.3. 信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
1struct?sockaddr
2{
3????unsigned?short?sa_family;?/地址族/
4????char?sa_data[14];?/14字節(jié)的協(xié)議地址，包含該socket的IP地址和端口號(hào)。/
5};
6struct?sockaddr_in
7{
8????short?int?sa_family;?/地址族/
9????unsigned?short?int?sin_port;?/端口號(hào)/
10????struct?in_addr?sin_addr;?/IP地址/
11????unsigned?char?sin_zero[8];?/填充0?以保持與struct?sockaddr同樣大小/
12};
13struct?in_addr
14{
15unsigned?long?int??s_addr;?/?32位IPv4地址，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序?/
16};
17頭文件
18sa_family:AF_INET??aIPv4協(xié)議???AF_INET6??àIPv6協(xié)議2.4. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)優(yōu)先順序的轉(zhuǎn)換
計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有兩種字節(jié)優(yōu)先順序：高位字節(jié)優(yōu)先（稱為大端模式）和低位字節(jié)優(yōu)先（稱為小端模式）。內(nèi)存的低地址存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的低字節(jié)，高地址存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的高字節(jié)的方式叫小端模式。內(nèi)存的高地址存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的低字節(jié)，低地址存儲(chǔ)數(shù)據(jù)高字節(jié)的方式稱為大端模式。
eg:對(duì)于內(nèi)存中存放的數(shù)來說
如果是采用大端模式存放的，則其真實(shí)的數(shù)是：
如果是采用小端模式存放的，則其真實(shí)的數(shù)是：
如果稱某個(gè)系統(tǒng)所采用的字節(jié)序?yàn)橹鳈C(jī)字節(jié)序，則它可能是小端模式的，也可能是大端模式的。而端口號(hào)和IP地址都是以網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序存儲(chǔ)的，不是主機(jī)字節(jié)序，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序都是大端模式。要把主機(jī)字節(jié)序和網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序相互對(duì)應(yīng)起來，需要對(duì)這兩個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)優(yōu)先順序進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。這里用到四個(gè)函數(shù)：htons(),ntohs(),htonl()和ntohl().這四個(gè)地址分別實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序和主機(jī)字節(jié)序的轉(zhuǎn)化，這里的h代表host,n代表，s代表short，l代表long。通常16位的IP端口號(hào)用s代表，而IP地址用l來代表。
函數(shù)原型如下：
1#include?
2
3#include?
4
5#include?
6
7int?inet_aton(const?char?*straddr,?struct?in_addr?*addrptr);
8
9char?*inet_ntoa(struct?in_addr?inaddr);
10
11in_addr_t?inet_addr(const?char?*straddr);
2.5. 地址格式轉(zhuǎn)化
通常用戶在表達(dá)地址時(shí)采用的是點(diǎn)分十進(jìn)制表示的數(shù)值（或者是為冒號(hào)分開的十進(jìn)制Ipv6地址）網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)現(xiàn)文件傳輸，而在通常使用的編程中使用的則是32位的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的二進(jìn)制值，這就需要將這兩個(gè)數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這里在Ipv4中用到的函數(shù)有()、()和()，而IPV4和Ipv6兼容的函數(shù)有()和()。
IPv4的函數(shù)原型：
1#include?
2
3#include?
4
5#include?
6
7int?inet_aton(const?char?*straddr,?struct?in_addr?*addrptr);
8
9char?*inet_ntoa(struct?in_addr?inaddr);
10
11in_addr_t?inet_addr(const?char?*straddr);
函數(shù)()：將點(diǎn)分十進(jìn)制數(shù)的IP地址轉(zhuǎn)換成為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的32位二進(jìn)制數(shù)值。返回值：成功，則返回1，不成功返回0.
參數(shù)：存放輸入的點(diǎn)分十進(jìn)制數(shù)IP地址字符串。
參數(shù)：傳出參數(shù)，保存網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的32位二進(jìn)制數(shù)值。
函數(shù)()：將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的32位二進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換為點(diǎn)分十進(jìn)制的IP地址。
函數(shù)()：功能與相同，但是結(jié)果傳遞的方式不同。()若成功則返回32位二進(jìn)制的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序地址。
IPv4和IPv6的函數(shù)原型：
1#include?
2
3int?inet_pton(int?family,?const?char?*src,?void?*dst);
4
5const?char?*inet_ntop(int?family,?const?void?*src,?char?*dst,?socklen_t?len);
函數(shù)跟實(shí)現(xiàn)的功能類似，只是多了參數(shù)，該參數(shù)指定為，表示是IPv4協(xié)議，如果是，表示IPv6協(xié)議。
函數(shù)跟類似，其中l(wèi)en表示表示轉(zhuǎn)換之后的長度（字符串的長度）。
1Example：
2#include?
3#include?
4#include?
5#include?
6int?main()
7{
8????char?ip[]?=?"192.168.0.101";
9????struct?in_addr?myaddr;
10????/*?inet_aton?*/
11????int?iRet?=?inet_aton(ip,?&myaddr);
12????printf("%x\n",?myaddr.s_addr);
13
14???/*?inet_addr?*/
15???printf("%x\n",?inet_addr(ip));
16
17???/*?inet_pton?*/
18???iRet?=?inet_pton(AF_INET,?ip,?&myaddr);
19???printf("%x\n",?myaddr.s_addr);
20
21???myaddr.s_addr?=?0xac100ac4;
22???/*?inet_ntoa?*/
23???printf("%s\n",?inet_ntoa(myaddr));
24
25???/*?inet_ntop?*/
26???inet_ntop(AF_INET,?&myaddr,?ip,?16);
27???puts(ip);
28????return?0;
29}
2.6. 名字地址轉(zhuǎn)化
通常，人們?cè)谑褂眠^程中都不愿意記憶冗長的IP地址，尤其到Ipv6時(shí)，地址長度多達(dá)128位，那時(shí)就更加不可能一次性記憶那么長的IP地址了。因此，使用主機(jī)名或域名將會(huì)是很好的選擇。主機(jī)名與域名的區(qū)別：主機(jī)名通常在局域網(wǎng)里面使用，通過/etc/hosts文件，主機(jī)名可以解析到對(duì)應(yīng)的ip；域名通常是再上使用。
眾所周知，百度的域名為：，而這個(gè)域名其實(shí)對(duì)應(yīng)了一個(gè)百度公司的IP地址，那么百度公司的IP地址是多少呢？我們可以利用ping 來得到百度公司的ip地址，如圖。那么，系統(tǒng)是如何將 這個(gè)域名轉(zhuǎn)化為IP地址220.181.111.148的呢？
在linux中，有一些函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)名和地址的轉(zhuǎn)化，最常見的有()、()等，它們都可以實(shí)現(xiàn)IPv4和IPv6的地址和主機(jī)名之間的轉(zhuǎn)化。其中()是將主機(jī)名轉(zhuǎn)化為IP地址，()則是逆操作，是將IP地址轉(zhuǎn)化為主機(jī)名。
函數(shù)原型：
1#include?
2struct?hostent*?gethostbyname(const?char*?hostname);
3struct?hostent*?gethostbyaddr(const?char*?addr,?size_t?len,?int?family);