第13章学习笔记
一、概述
本章论述了TCP/IP和网络编程，分为两个部分。第一部分论述了TCP/IP协议及其应用，具体包括TCP/IP栈、IP地址、主机名、DNS、IP数据包和路由器;介绍了TCP/P网络中的UDP和TCP协议、端口号和数据流;阐述了服务器-客户机计算模型和套接字编程接口;通过使用UDP和TCP套接字的示例演示了网络编程。第一个编程项目可实现一对通过互联网执行文件操作的TCP服务器–客户机，可让用户定义其他通信协议来可靠地传输文件内容。
本章的第二部分介绍了Web和CGI编程，解释了HTTP编程模型、Web页面和Web浏览器;展示了如何配置Linux HTTPD服务器来支持用户Web页面、PHP和CGI编程;阐释了客户机和服务器端动态Web页面;演示了如何使用PHP和CGI创建服务器端动态Web页面。
二、学到了什么
1.TCP/IP协议
TCP/IP（Comer 1988，2001;RFC1180 1991）是互联网的基础。TCP代表传输控制协议。IP 代表互联网协议。目前有两个版本的IP，即IPv4和IPv6。IPv4使用32位地址，IPv6则使用128位地址。本节围绕IPv4 进行讨论，它仍然是目前使用最多的IP版本。TCP/IP 的组织结构分为几个层级，通常称为TCP/IP堆栈。如图所示为 TCP/IP 的各个层级以及每一层级的代表性组件及其功能。
2.IP协议：
用于在IP主机之间发送/接收数据包。IP尽最大努力运行。IP主机只向接收主机发送数据包，但它不能保证数据包会被发送到它们的目的地，也不能保证按顺序发送。
3.IP数据包：
由IP头、发送方地址和接收方I地址以及数据组成。每个数据包的大小最大为64KB。IP头包含有关数据包的更多信息，例如数据包的总长度、数据包使用TCP还是UDP、生存时间(TTL)计数、错误检测的校验和等。
4.UDP/TCP
UDP（用户数据报协议）
在IP上运行，用于发送/接收数据报。与IP类似，UDP不能保证可靠性，但是快速高效。它可用于可靠性不重要的情况。
TCP（传输控制协议）
是一种面向连接的协议，用于发送/接收数据流。TCP也可在IP 上运行，但它保证了可靠的数据传输。通常，UDP类似于发送邮件的USPS，而TCP类似于电话连接。
5.端口编号：
端口号是分配给应用程序的唯一无符号短整数。要想使用UDP或TCP，应用程序（进程)必须先选择或获取一个端口号。前1024个端口号已被预留。其他端口号可供一般使用。应用程序可以选择一个可用端口号，也可以让操作系统内核分配端口号。
6.网络和主机字节序：
计算机可以使用大端字节序，也可以使用小端字节序。在互联网上，数据始终按网络序排列，这是大端。在小端机器上，例如基于Intel x86的PC，htons()、htonl()、ntohs()、ntohl()等库函数，可在主机序和网络序之间转换数据。例如，PC中的端口号1234按主机字节序(小端)是无符号短整数。必须先通过htons(1234)把它转换成网络序，才能使用。相反，从互联网收到的端口号必须先通过ntohs(port)转换为主机序。
7.TCP/Ip网络中的数据流
8.网络编程
服务器 — 客户机计算模型
在服务器 — 客户机计算模型中，我们首先在服务器主机上运行服务器进程。然后，我们从客户主机运行客户及。在UDP中，服务器等待来自客户机的户籍包，处理数据包并生成对客户及的相应。在TCP中，服务器等待客户机连接。客户机首先连接到服务器，在客户机和服务器之间建立一个虚拟电路。
9. 套接字地址
创建套接字的函数 socket 的三个参数的含义：
domain：使用的协议族。一般只会用到 PF_INET，即 IPv4 协议族。
type：套接字类型，即套接字的数据传输方式。主要是两种：SOCK_STREAM（即 TCP）和 SOCK_（即 UDP）。
protocol：选择的协议。一般情况前两个参数确定后，protocol 也就确定了，所以设为 0 即可。
10.套接字类型
同一个协议族可能有多种数据传输方式，因此在指定了 socket 的第一个参数后，还要指定第二个参数 type。
SOCK_STREAM 代表的是 TCP 协议，会创建面向连接的套接字，有如下特点：
1.可靠传输，传输的数据不会消失。
2.按序传输。
3.传输的数据没有边界：从面向连接的字节流角度理解。接收方收到数据后放到接收缓存中，用户使用 read 函数像读取字节流一样从中读取数据，因此发送方 write 的次数和接收方 read 的次数可以不一样
11.主机名和IP地址
如果打算在不同的主机上运行服务器和客户机，服务器端口号由操作系统内核分配，则需要 知道服务器的主机名或IP地址及其端口号。如果某台计算机运行TCP/IP，他的主机名通常记录在/etc/hosts/文件中。库函数
gethostname(char *name,sizeof(name))
在name数组中返回计算机的主机名字符串。但是他可能不是用点记法表示的完整正式名称，也不是其IP地址。库函数
struct hostent *gethostbyname(void addr,socklen_t len,int typo) //用来获取计算机全名及其IP地址。
三、实践
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#define MAXLINE 256
#define PORT 7777
void sys_err(char *msg){
perror(msg);
exit(-1);
}
int main(int argc , char **argv){
int sockFd,n;
char recvLine[MAXLINE];
struct sockaddr_in servAddr;
if (argc != 2) {
sys_err("usage: a.out <IPaddress>");
}
sockFd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
memset(&servAddr,0,sizeof(servAddr));
servAddr.sin_family = AF_INET;
servAddr.sin_port = htons(PORT);
if (inet_pton(AF_INET,argv[1],&servAddr.sin_addr) <= 0) {
sys_err("inet_pton error");
}
connect(sockFd,(struct sockaddr *)&servAddr,sizeof(servAddr));
while((n=read(sockFd,recvLine,MAXLINE)) >0 ){
recvLine[n] = '\0';
if(fputs(recvLine,stdout) == EOF){
sys_err("fputs error");
}
}
if(n <0){
sys_err("read error");
}
return 0;
}
