《信息安全系统设计与实现》第十二周学习笔记
TCP/IP协议
- TCP/IP协议是一组通信协议，用于在计算机网络上实现数据传输。它是因特网的基础协议，也被广泛用于局域网（LAN）和广域网（WAN）。TCP/IP协议族由两个主要协议组成：传输控制协议（TCP）和互联网协议（IP）。这两个协议共同工作，以确保在网络上可靠、有序地传输数据。
IP主机和IP地址：
- IP地址： IP地址是分配给网络上设备的唯一标识符。IPv4地址是32位的，通常以四个八位字段（四个字节）表示，用点分十进制表示（例如，192.168.0.1）。IPv6地址是128位的，以八组十六进制数表示。
- IP主机： IP主机指的是连接到互联网或网络的计算机或设备。每个IP主机都有一个唯一的IP地址。
IP协议：
- Internet Protocol（IP）： IP是TCP/IP协议族中的一个关键协议，负责定义数据在网络上的传输方式。它提供了一种将数据从一个设备传输到另一个设备的标准方式。
IP数据包格式：
- IP数据包通常由首部和数据两个部分组成。IP首部包含源和目标IP地址、协议版本、服务类型、数据包长度等信息。
路由器：
- 路由器是网络设备，用于在不同网络之间传递数据包。它基于目标IP地址决定最佳路径，并负责将数据包从源主机路由到目标主机。
UDP和TCP：
- User Datagram Protocol（UDP）： 是一个简单的、无连接的传输协议，适用于需要快速传输但可以容忍一些数据丢失的应用，比如实时音频和视频。
- Transmission Control Protocol（TCP）： 是一个面向连接的、可靠的传输协议，确保数据在传输过程中的完整性和顺序性。
网络和主机字节：
- 在计算机网络中，数据的字节顺序可能与主机的字节顺序不同。网络字节顺序采用大端（Big-Endian）顺序，而主机字节顺序可能是大端或小端（Little-Endian）顺序。在进行网络编程时，需要考虑字节顺序的转换。
TCP/IP网络中的数据流：
- 在TCP/IP网络中，数据被分割成小的数据段，这些数据段通过IP协议传输。TCP协议负责将这些数据段组装成完整的数据流，并确保它们以正确的顺序到达目标。
网络编程和套接字编程：
- 网络编程是指使用计算机网络进行数据通信的过程。套接字编程是一种常见的网络编程方式，使用套接字（socket）实现网络通信。
UDP回显服务器-客户机程序：
- UDP回显服务器和客户端是一种基于UDP协议的简单网络应用，其中客户端向服务器发送消息，服务器将相同的消息回送给客户端。
TCP回显服务器-客户机程序：
- 类似于UDP回显，但使用TCP协议。客户端建立一个TCP连接，将消息发送到服务器，服务器将相同的消息回送给客户端。
主机名和IP地址：
- 主机名是一个容易记忆的文本标识符，而IP地址是主机在网络上的数字标识符。域名系统（DNS）用于将主机名映射到IP地址。
Web和CGI编程：
- Web编程涉及创建和维护Web应用程序，包括使用HTML、CSS、JavaScript等前端技术，以及服务器端脚本语言如PHP、Python、Ruby等。
- CGI（Common Gateway Interface）是一种标准，允许Web服务器将用户请求传递给程序，程序处理请求并生成动态内容返回给客户端。
实践
server端
#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);
}
}
client端
#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 "127.0.0.1"
#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");
}
}
}
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