linux网络编程

学习目标

mindmap
    root((学习目标))
        1.什么是socket
        2.IPv4套接口地址结构
        3.网终字节序
        4.字节序转换函数
        5.地址转换函数
        6.套接字类型

1. 什么是socket

• socket可以看成是用户进程与内核网络协议栈的 编程接口
• socket不仅可以用于本机的进程间通信，还可以 用于网络上不同主机的进程间通信

我的理解: socket就是对前面学习的tcp/ip的代码封装,但是位于系统的内核,也就是说提供给用户的一组API,用于网络通信.

mindmap
    root((socket需要的属性))
        地址: sockaddr_in
            sin_addr
            sin_port
            sin_family

ipv4 socket 地址结构体

ipv4 socket地址结构体,在头文件netinet/in.h中定义。 sockaddr_in结构体定义如下：

使用man 7 ip命令查看sockaddr_in结构体的定义：

struct sockaddr_in {
    sa_family_t sin_family; // 地址族，ipv4 就是AF_INET
    in_port_t sin_port; // 端口号    
    struct in_addr sin_addr; // IP地址
    char sin_zero[8]; // 未使用,注意这个在man 7 ip中没有说明
                     //暗示程序员不需要知道这个??
                     //当成上面的普通的来用?
};

1. sin_family字段表示地址族,socket在设计的时候还可以用于其它的协议,不仅是tcp/ip,比如还有unix域，对于IPv4地址，该值为AF_INET。
2. sin_port字段表示端口号，使用网络字节序（big-endian）存储。
3. sin_addr字段表示IP地址，使用struct in_addr结构体表示。

struct in_addr结构体定义如下：

struct in_addr {
    uint32_t s_addr; // IP地址，使用网络字节序存储
};

1. s_addr字段表示IP地址，使用网络字节序存储。

疑问1

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */

int main (int argc, char *argv[]) {
    printf("size bytes of sockaddr_in %ld\n",sizeof(struct sockaddr_in));
    printf("size bytes of sin_family %ld\n",sizeof(sa_family_t));
    printf("size bytes of sin_port %ld\n",sizeof(in_port_t));
    printf("size bytes of sin_addr %ld\n",sizeof(struct in_addr));
    return 0;
}

输出的结果是：16,

size bytes of sockaddr_in 16
size bytes of sin_family 2
size bytes of sin_port 2
size bytes of sin_addr 4

结果确实是少8

通用套接字地址结构体sockaddr

定义如下：

它适用于任何地址协议,

struct sockaddr {
    sa_family_t sa_family; // 地址族
    char sa_data[14]; // 地址数据，长度取决于地址族
};

1. sa_family字段表示地址族。
2. sa_data字段表示地址数据，长度取决于地址族。

#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    struct  sockaddr_in addr1;
    struct  sockaddr addr2;

    printf("sizof(sockaddr_in) = %ld\n", sizeof(addr1));
    printf("sizof(sockaddr) = %ld\n", sizeof(addr2));

    // 最后输出的结果是：
    // sizof(sockaddr_in) = 16
    // sizof(sockaddr) = 16
    // 说明sockaddr_in和sockaddr的大小是相同的，都是16字节。
    
    return 0;
}

在通常的网络编程中,我们先填写sockaddr_in结构体,然后再把它转换成通用的sockaddr结构体.

网络字节序

网络字节序

字节序分为：

• 大端字节序（Big-endian）
• 小端字节序（Little-endian）

网络字节序（Network Byte Order）是指数据的高位字节保存在内存的低地址中，而数据的低位字节保存在内存的高地址中。就是大端字节序.

在TCP/IP协议中，所有长度字段和数字都采用网络字节序。例如，在TCP报文头部的源端口字段中，端口号的高位字节保存在内存的低地址中，而端口号的低位字节保存在内存的高地址中。