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IP地址和MAC地址
IP协议有两个版本，IPv4和IPv6，凡是提到IP协议，没有特殊说明的默认都是指IPv4
IP地址是在IP协议中, 用来标识网络中不同主机的地址；
对于IPv4来说, IP地址是一个4字节, 32位的整数；
我们通常也使用 "点分十进制" 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用点分割的每一个数字表示一个字节, 范围是 0 - 255
MAC：
MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;
长度为48位, 及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)
在网卡出厂时就确定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址)
IP地址可以在局域网和广域网中工作，主要在广域网中使用。MAC地址通常在局域网中使用
源IP地址和目的IP地址
首先要有一个概念：一台主机向另一台主机发送数据时，如果是在同一个局域网中那么可以通过MAC地址就能找到另一台主机。如果是两台主机不是在同一个区域内，那么发送数据的主机就需要通过另一台主机的IP地址来找到它。
因此当数据传送时不仅是有数据，还会发送两台主机各自的IP地址，其中发送数据的主机IP地址就成为源IP，接收数据的主机就称为目的IP
端口号(port)
首先要明确，两台主机之间传递数据并不是传输的真正目的，只是传输的手段而已。真正的目的是实现主机上面的APP通信。例如手机打开抖音的客户端，那么想要看到视频就得接收到抖音服务器端发送过来的数据。那么在系统层面而言，一个可执行程序运行需要被系统加载到内存并创建指定的PCB，也就是进程。因此网络通信的本质可以理解为：基于不同主机之间进程的通信
那么在一台主机中肯定不止是有一个进程，那么从源主机发送过来的数据要怎么样确保是指定的进程接收呢。这就要引入一个概念：端口号
端口号是用来标识进程唯一性的，是一个2字节16位的整数
一个端口号在同一个主机中有且仅有一个对应的进程
综上可以得出，在网络层面上一个主机的一个进程是由IP地址 + 端口号 来标识唯一性的 。那么进程的通信的前提是让进程之间看到同一份公共资源，对于网络通信而言这一份公共资源就是网络
端口号和PID
在系统中，每个进程会有其对应的PID标识其唯一性，那么为什么还要存在端口号呢？其中最主要的目的就是为了解耦，从两个方面进行分析
- PID是由系统规定的，端口号是由网络规定的。并不是所有的进程都需要网络通信的，因此并不是所有的进程都需要端口号，但是所有的进程在系统中一旦被创建就一定需要有PID
- 每一次创建出来的进程的PID都不是固定的，一旦进程被关闭之后再次打开那么其PID是会发生改变的，但是跨主机的网络传输就拿不到每一次打开进程的PID就不能够保证数据的传输能准确无误的传输到指定进程。端口号是不会被改变的，就像现实生活中 110就代表着报警电话，120就代表着急救电话。
一个端口号只能绑定一个进程，但是一个进程可以绑定多个端口号
在网络传输的过程中：不仅会把数据发送，也会把IP地址和端口号一并发送。因为网络的传输不是单向的，数据也是需要被传送回来的 ，除了数据外多出来的那一部分"数据"在传输过程中会以协议的形式呈现
初识TCP/UDP协议
在使用网络套接字编程时一定会遵守协议分层的原则依次往下，第一个遇到的分层为传输层。在传输层中会用到的协议就是TCP/UDP这两种协议
TCP
TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）
- 传输层协议
- 通信前需要建立连接
- 可靠传输
- 面向字节流
UDP
UDP（User Datagram Protocol 用户数据报协议）
- 传输层协议
- 通信前不需要建立连接
- 不可靠传输
- 面向数据报
可靠/不可靠传输
对于这两种协议的可不可靠并不是褒义词和贬义词，是一个中性的概念
在发送数据时如果出现了丢包的情况，或者数据被重复传递等情况就称为不可靠
那么实现可靠传输是肯定需要成本的，往往代码较为复杂维护成本较高。不可靠传输就较为简单，因此根据使用场景来选择合适的方式即可
网络字节流
在系统内存中存储数据是会有大小端之分的
小端：低权值放在低地址
大端：低权值放在高地址
那么在传输中就会出现问题，两个大小端不同的主机传输数据就会出现数据不明确的问题。因为是跨主机所以并不清楚接收到的数据是按什么端存储的。
因此为了避免这种情况，在网络中规定所有的数据都按照大端的方式 ，发送数据的机器如果不是大端就必须要将数据转换为大端再发送
- 发送主机把发送缓冲区中的数据按内存地址从低到高的顺序发出
- 接收主机把从网络上接到的字节依次保存在接收缓冲区中,也是按内存地址从低到高的顺序保存。也就是说先发出的数据是低地址,后发出的数据是高地址
- TCP/IP协议规定,网络数据流应采用大端字节序,即低地址高字节 不管这台主机是大端机还是小端机, 都会按照这个TCP/IP规定的网络字节序来发送/接收数据;如果当前发送主机是小端, 就需要先将数据转成大端; 否则就忽略, 直接发送即可
在系统中存在着四个接口提供小端转换大端
cpp
#include <arpa/inet.h>
// 主机序列转网络序列
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
// 网络序列转主机序列
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);其中：h表示host,n表示network,l表示32位长整数,s表示16位短整数。主机是大端还是小端，函数内部会自行判断。
理解socket套接字概念
IP地址+端口号能够标识该主机上的唯一的一个进程 ：ip和端口号port就叫为套接字,socket就是插座的意思，进行网络通信时就需要插头和插座配套使用
套接字的种类较多，最常见的有三种
- 网络套接字
- 原始套接字
- unix域间套接字
网络套接字主要运用于跨主机之间的通信，也能支持本地通信，而域间套接字只能在本地通信。而原始套接字可以跨过传输（TCP/IP协议）访问底层的数据，为了应对不同的使用场景，设计者们只设计了一套接口根据不同的参数应对不同的使用场景
socket常见API
cpp
// 创建 socket 文件描述符 (TCP/UDP, 客户端 + 服务器)
int socket(int domain, int type, int protocol);
// 绑定端口号 (TCP/UDP, 服务器)
int bind(int socket, const struct sockaddr *address,socklen_t address_len);
// 开始监听socket (TCP, 服务器)
int listen(int socket, int backlog);
// 接收请求 (TCP, 服务器)
int accept(int socket, struct sockaddr* address,socklen_t* address_len);
// 建立连接 (TCP, 客户端)
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);socket接口参数中的结构体
可以看到上面的接口中会出现一种 struct sockaddr的结构体类型，那么这个结构体是什么呢
struct sockaddr_in（inet，网络通信） 和 struct sockaddr_un（unix，域间通信）这两种就是常见的套接字结构体类型
cpp
struct sockaddr_in {
short int sin_family; // 地址族，一般为AF_INET
unsigned short int sin_port; // 端口号，网络字节序
struct in_addr sin_addr; // IP地址
unsigned char sin_zero[8]; // 用于填充，使sizeof(sockaddr_in)等于16
};
struct sockaddr_un {
sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
char sun_path[108]; /* 带有路径的文件名 */
};//通过同一个文件的路径来让进程看到同一份资源通过前两个字节区别两者，16地址类型协议家族的标识符（代表是本地通信还是网络通信）
那既然struct sockaddr_in 是代表网络通信，为什么传参数时传入的却是sockaddr呢。事实上不管是struct sockaddr_in 还是 struct sockaddr_un 传入接口时都会强转成 sockaddr类型，内部实现时再强转回来。
这就好比：sockaddr是基类，struct sockaddr_in和struct sockaddr_un 是派生类