20201318李兴昕第十三章学习笔记
第13章：TCP/IP和网络编程
知识点归纳总结：
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/IP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CG1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。第二个编程项目可让读者在Linux HTTPD服务器上通过CGI编程实现服务器端动态Web页面。
其中让我最有收获的几个部分如下：
- TCP/IP协议
- 路由器
- UDP
- 网络和主机字节序
- TCP/IP网络中的数据流
- 网络编程
- 套接字编程
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IPv6o 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，图13.1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。
TCP/IP中的数据流路径
套接字编程：
struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family;
in_port_t sin_port;
struct in_addr sin_addr;
}；
struct in_addr {
uint32_t s_addr；
}
- TCP/IP 网络的 sin_family 始终设置为 AF_INET。 - sm_port包含按网络字节顺序排列的端口号。 - sin_addr是按网络字节顺序排列的主机IP地址。 ---
套接字 API：
服务器必须创建一个套接字，并将其与包含服务器IP地址和端口号的套接字地址绑定。它可以使用一个固定端口号，或者让操作系统内核选择一个端口号(如果sin_port为 0)o为了与服务器通信，客户机必须创建一个套接字。对于UPD套接字，可以将套接字绑定到服务器地址。如果套接字没有绑定到任何特定的服务器，那么它必须在后续的sendto()/ recvfromO调用中提供一个包含服务器IP和端口号的套接字地址。下面给出了socket系统调用，它创建一个套接字并返回一个文件描述符。
TCP回显服务器-客户机程序：
服务器端代码：
/**********TCPserver.c**********/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#define MAX 256
#define SERVER_HOST "localhost"
#define SERVER_PORT 1234
struct sockaddr_in server_addr;
int sock,r;
int client_init()
{
printf("======= clinet init ==========\n");
printf ("1 : create a TCP socket\n");
sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock<0)
{
printf("socket call failed\n"); exit(1);
}
printf("2 : fill server_addr with server's IP and P0RT#\n");
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // localhost
server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT); // server port number
printf("3 : connecting to server ....\n");
r = connect (sock, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof (server_addr));
if (r < 0)
{
printf("connect failed\n"); exit(3);
}
printf("4 : connected OK to\n");
printf ("-------------------------------------------------\n");
printf("Server hostname=%s PORT=%d\n", SERVER_HOST, SERVER_PORT);
printf ("-------------------------------------------------\n");
printf("========= init done ==========\n");
}
int main()
{
int n;
char line[MAX], ans[MAX];
client_init();
printf("***processing loop *********\n");
while (1)
{
printf("input a line :");
bzero(line, MAX);
fgets(line, MAX, stdin);
line[strlen(line)-1] = 0;
if (line[0]==0)
exit(0);
n = write(sock,line,MAX);
printf("client:wrote n=%d bytes;line=%s\n", n, line);
n = read(sock,ans,MAX);
printf("client:read n=%d bytes;line=%s\n", n, ans);
}
}
客户端代码：
/**********TCPserver.c**********/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#define MAX 256
#define SERVER_HOST "localhost"
#define SERVER_IP "81.70.18.119"
#define SERVER_PORT 1234
struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
struct in_addr client_addr_tranform;
int mysock, csock;
int r, len, n;
int server_init ()
{
printf("================== server init ======================\n"); // create a TCP socket by socket() syscall
printf("1 : create a TCP STREAM socket\n");
mysock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (mysock < 0)
{
printf("socket call failed\n");
exit(1);
}
printf("2 : fill server_addr with host IP and PORT# info\n");
// initialize the server_addr structure
server_addr.sin_family = AF_INET; // for TCP/IP
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // This HOST IP
server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT); // port number 1234
printf("3 : bind socket to server address\n");
r = bind(mysock,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr));
if (r < 0)
{
printf("bind failed\n");
exit(3);
}
printf(" hostname = %s port = %d\n", SERVER_HOST, SERVER_PORT);
printf("4 : server is listening ....\n");
listen(mysock, 5); // queue length = 5
printf("=================== init done =======================\n");
}
int main()
{
char line[MAX];
server_init();
client_addr_tranform.s_addr = client_addr.sin_addr.s_addr;
while(1) // Try to accept a client request
{
printf("server： accepting new connection ....\n");
// Try to accept a client connection as descriptor newsock
len = sizeof(client_addr);
csock = accept(mysock, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);
if (csock < 0)
{
printf("server： accept error\n"); exit(1);
}
printf("server： accepted a client connection from\n");
printf ("-----------------------------------------\n");
printf("Clinet: IP=%s port=%d\n", inet_ntoa(client_addr_tranform), ntohs(client_addr.sin_port));
printf ("-----------------------------------------\n");
while(1)
{
n = read(csock, line, MAX);
if (n==0)
{
printf("server: client died, server loops\n"); close(csock);
break;
}
printf("server： read n=%d bytes; line=%s\n", n, line); // echo line to client
n = write(csock, line, MAX);
printf("server:wrote n=%d bytes； ECHO=%s\n", n, line);
printf("server:ready for next request\n");
}
}
}
实践截图：
