day10

socket译为套接字，是计算机之间进行通信的一种方式，通过socket，一台计算机可以向另一台计算机发送数据，也可以接受另一台计算机发送的数据。
socket典型的应用就是web服务器和浏览器，浏览器获得用户输入的URL，向服务器发起请求，服务器分析收到的URL，将对应的网页内容返回给浏览器，浏览器再经过一系列的解析和渲染，呈现给用户。
套接字的类型
1.流格式套接字(sock_stream),也叫面向连接的套接字，这是一种可靠的，双向的通信数据流，数据可以准确无误的送达到另一台计算机，如果损坏或者丢失，可以重新发送。
流格式套接字有这些特征：
1.数据在传输过程中不会消失。
2.数据是按照顺序传输的。
3.数据的发送和接收不是同步的。
流格式套接字能做到高质量的传输是因为它使用了TCP协议，TCP协议能够保证数据顺序到达并且没有错误。
流格式套接字的内部有一个缓冲区，通过socket接收到的数据会保存到这个缓冲区里面，接收端接收到数据后并不会立即读取，而是按照自己的节奏进行读取。
浏览器用的http协议就是基于面向连接的套接字，因为要保证数据准确无误。
2.数据保格式套接字(sock_dgram)
数据报格式套接字也被叫做无连接的套接字
使用数据报格式传输数据时，计算机只管传输数据，不做数据校验，因为不用校验，所以效率比流格式快。
数据报格式传输数据的特征：
1.强调快速传输而非传输顺序
2.传输的数据可能丢失也可能损毁
3.限制每次传输数据的大小
4.发送方和接收方是同步的
总之，数据报套接字是一种不可靠的，不按顺序传输，以追求速度为目的的套接字。
数据报套接字使用UDP协议，qq视频和语音可以用数据报套接字
网络通信中确认身份信息的三要素：
1.ip地址：一个局域网有一个唯一的ip地址，在因特网上进行数据通信时，必须要知道对方的ip地址，数据包中会携带IP地址，把数据包发送给路由器后，路由器会根据ip地址找到对方的位置，完成数据的传递。
2.mac地址：真正能唯一标识计算机的是mac地址，数据包中除了携带ip地址以外，还会携带mac地址，络由器会根据mac地址找到计算机的地址，从而完成数据的传递。
3.端口号：有了ip地址和mac地址，就可以正确的找到计算机的地址，但是还不能进行网络间的通信，因为一台计算机可以同时提供多种网络服务，计算机虽然能够接收到数据包，但是并不知道将数据包交给哪个网络程序来处理。所以为了区分不同的网络程序，计算机会为每个网络程序分配不同的端口号，数据通过端口号来进行通信。

Linux系统下的socket演示程序

//服务器端代码
#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <sys/socket.h>

#include <netinet/in.h>

int main(){

//创建套接字

int serv_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

//将套接字和IP、端口绑定

struct sockaddr_in serv_addr;

memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));  //每个字节都用0填充

serv_addr.sin_family = AF_INET; //使用IPv4地址

serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //具体的IP地址

serv_addr.sin_port = htons(1234); //端口

bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));

//进入监听状态，等待用户发起请求

listen(serv_sock, 20);

//接收客户端请求

struct sockaddr_in clnt_addr;

socklen_t clnt_addr_size = sizeof(clnt_addr);

int clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_addr, &clnt_addr_size);

//向客户端发送数据

char str[] = "http://c.biancheng.net/socket/";

write(clnt_sock, str, sizeof(str));

//关闭套接字

close(clnt_sock);

close(serv_sock);

return 0;

}

客户端代码

//客户端代码
#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <sys/socket.h>

int main(){

//创建套接字

int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

//向服务器（特定的IP和端口）发起请求

struct sockaddr_in serv_addr;

memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr)); //每个字节都用0填充

serv_addr.sin_family = AF_INET; //使用IPv4地址

serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //具体的IP地址

serv_addr.sin_port = htons(1234); //端口

connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));

//读取服务器传回的数据

char buffer[40];

read(sock, buffer, sizeof(buffer)-1);

printf("Message form server: %s\n", buffer);

//关闭套接字

close(sock);

return 0;

}

讲一下serve中的代码

首先通过socket函数创建了一个套接字，参数AF_INET表示使用IPv4地址，SOCK_STREAM表示使用面向连接的套接字，IPPROTO_TCP,表示使用TCP协议。在Linux中，socket也是一种文件，有文件描述符，可以使用write(),read()函数进行I/O操作。接着通过bind()函数将套接字serv_sock与特定的IP地址和端口绑定，IP地址和端口都保存在sockaddr_inJoe结构体中。
socket()函数确定了套接字的各种属性，bind()函数让套接字与特定的IP地址和端口对应起来，这样客户端才能连接到该套接字。listen()函数让套接字处于被动监听过程中，被动监听是指，套接字只有在客服端发出请求后才被唤醒。accept函数用来接收客户端的请求，程序执行到accept()函数就会被阻塞，直到客户端发起请求。write()函数是用来向套接字文件中写入数据，也就是向客户端发送数据。最后，socket在使用完后也要用close()函数关闭

讲一下client的代码

client中的代码和serve端的有些区别，client中要通过connect()向服务器端发起请求，将服务器的IP地址和端口号保存在sockaddr_in结构体中，直到服务器端传回数据后，connect()才会结束。通过read()函数从套接字中读取数据。

 

socket网络编程详解：

不管是windows还是Linux系统上，socket()函数在两个系统中的参数是一样的，不同的是返回值。对于Linux系统，Linux中的一切都是文件，每个文件都有一个整数类型的文件描述符，使用socket()函数后，返回的就是一个int类型的文件描述符；

对于Windows系统，windows系统会区分socket和普通文件，他会把socket当作一个网络连接来对待，调用socket()函数后，返回的是一个socket类型，用来表示一个套接字。

在linux系统下，socket函数的原型为：int socket(int af,int type,int prototcl);

af为地址族，也就是IP地址的类型，常用的有AF_INET和AF_INET6,前者表示ipv4地址，例如127.0.01，后者表示ipv6地址；

type为数据传输方式/套接字类型，常用的有面向连接的套接字和数据报套接字；

prototcl表示传输协议，常见的有IPPROTO_TCP和IPPROTO_DCP，分别表示TCP协议和DCP协议

socket函数用来创建套接字，确定套接字的各种属性，然后服务器端要用bind()函数将套接字与特定的ip地址和端口号进行绑定，只有这样，经流该ip地址和端口的数据才能交给套接字处理，类似的，客户端也要用connect()函数进行连接

bind()函数的原型为：int  bind(int sock,struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

sock为文件描述符，addr为sockaddr结构体变量的指针，addrlen为addr变量的大小，可由sizeof()计算得出。

connect()函数用来建立连接，他的原型跟bind()函数相同；

对于服务端程序，使用bind()函数绑定套接字后，还需要使用listen()函数让套接字进入被动监听状态，再调用accept()函数，就可以随时响应客服端的请求了。

通过listen()函数可以让套接字进入被动监听状态，他的原型为：int listen(int sock,int backlog)；

sock为需要进入监听状态的套接字，backlog为请求队列的最大长度。被动监听的意思就是套接字会处于休眠状态，直到接收到客户端的请求才会被唤醒来响应请求。当套接字在处理请求时，如果有新的请求进来，这个时候，套接字是没有办法处理的，会把它放进缓冲区，当当前请求处理完后，再从缓冲区里拿出来处理。

listen()函数只是让套接字处于监听状态，并没有接收请求，接收请求要用accept()函数。

当套接字处于监听模块时，可以通过accept()函数来接收客户端请求。她的原型为：

 int accept(int sock,struct sockaddr *addr,socklen_t *addrlen);

他的参数与linsten(）和connext()是相同的；sock为服务端套接字，addr为sockaddr_in结构体变量，addrlen为参数addr的长度，可由sizeof()求得；

accept()返回一个新的套接字来和客户端通信，addr保存了客户端的IP地址和端口号，而sock是服务器端的套接字，并且，accept()函数会阻塞程序，直到有新的请求到来。

send()与write()函数

使用write()函数可以向套接字中写入数据，使用read()可以从套接字中读取数据；

write()的原型为：ssize_t write（int fd,const void *buf,size_t nbytes）;

fd为要写入文件的描述符，buf为要写入的数据的缓冲区地址。nbytes为要写入数据的字节数；write()函数会将缓冲区中buf中的nbytes个字节写入文件fd中，成功则返回写入的字节数，不成功则返回-1；

read(）函数的原型为：ssize_t read(int fd,void *buf,size_t nbytes);

fd为要读取的文件的描述符，buf为要接受数据的缓存区地址，nbytes为要读取的数据的字节数（遇到文件结尾则返回0），失败则返回-1；