嵌入式学习第二十三天--网络及TCP

进程通信的方式:

同一主机

传统

system V

不同主机

网络 --- 解决不同主机间 的进程间通信

网络 (通信)

//1.物理层面 --- 联通(通路)

//卫星

2G

3G

4G

5G

星链 (千帆)

//2.逻辑层面 --- 通路(软件)

MAC os

LINUX

windows

协议

一套规则

网络协议 --- 网络通信的一套规则

通信协议 --- EDID

ARPA (阿帕网)

早期的ARPA网络使用(Network Control Protocol)NCP协议，不支持不同类型的操作系统、不同类型的计算机之间的通信，不支持纠错功能。

不同类型 计算机

不同 操作系统

无法纠错

TCP协议（Transmission Control Protocol）

控制传输过程

tcp/ip

ip地址: 作用 ---唯一标识网络上的一台主机

主机 ---网络中一台设备

ip地址 ---本质上是一个32位的数值

存储 -- 大端方式存储

ip地址组成

ip = 网络号 + 主机号

网络号 用来标识 --- 是在哪一个网络

主机号 用来标识 --- 在该网络中的哪一台计算机

www.baidu.com (网址)

|

| ---DNS解析 (Domain Name Server)

|

| ---DNS解析---ip地址 183.2.172.17

| ---[路由器]

子网掩码 ---- 用来区分 和 识别 网络号 和 主机号

连接特定的 DNS 后缀 . . . . . . . :

IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 192.168.0.41

子网掩码 . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0

默认网关. . . . . . . . . . . . . : 192.168.0.1

192 . 168 . 0 . 1

1111 1111 . 1111 1111 . 1111 1111 . 0000 0000 &

---

192 168 0 0 //网络号

协议:

OSI标准 (open system )

open system interconnect

1、OSI 模型

===》开放系统互联模型 ==》分为7层：

理想模型 ==》尚未实现

应用层

表示层 加密解密 gzip

会话层 网络断开，连接状态，keep-close keep-alive

传输层tcp udp 协议 文件 视频，音频 ipx

"12345"

网路层ip NAT

网间层 网际层

链路层 交换机 数据的格式化 帧 校验

物理层 100Mb/8 10Gbits 100MB 同轴电缆

发送 比特流 //

tcp/ip协议栈

应用层 ====》应用程序

传输层 ====》端口号tcp udp

网络层 ====》IP 地址

物理层 ====》网卡 驱动 1GB

网络编程

编程

linux操作系统

[用户空间] 应用层 //程序员实现

---

[内核空间] 传输层 [网络协议栈] //内核已经实现好的 属于网络功能

网络层

数据链路层

物理层

程序发送数据

系统调用 --- 通过系统调用来使用操作系统提供的网络功能

函数接口 --- socket

socket:

1. 操作系统提供的函数接口 //通过这个接口可以使用网络功能

2. 套接字

在使用的思路上，套接字 被抽象成了文件

特殊文件 --- 专门用来进行网络通信

文件 描述符

read

write

网络编程模型:

1.c/s 模型

client ----- server

QQ

2.b/s 模型

Brower / server //浏览器 - 服务器

3.p2p 模型

peer 2 peer //点 对 点

迅雷下载

云盘下载

c/s 模型

基于 两种传输协议实现

tcp 协议

传输层的协议 --- 控制传输过程

tcp

特点:

1.面向链接

2.可靠传输

3.字节流

应用:

登录网站 ---tcp

qq登录

udp 协议

侧重 传输效率

udp

特点:

1.无连接

2.不可靠

3.数据报

应用:

视频传输

tcp的连接:

三次握手

client -------------- server

1--连接请求-->

2<--回应------

3---确认----->

client //作为主动的角色

server //被动角色

可靠传输:

无差错

无丢失 --- 每个字节 都编号

无失序 ---

无重复 ---

tcp的编程:

流程

1.建立连接

2.数据通信

//通信模型 cs --- 打电话

//客户端

1.socket //买了个手机

2.bind (可选) // sim 卡

3.connect // 拨打电话

//服务器端

1.socket //买了个手机

2.bind // sim 卡

3.listen // 监听 --待机

4.accept // 接听

#include <sys/types.h> /* See NOTES */

#include <sys/socket.h>

int socket(int domain, int type, int protocol);

功能：程序向内核提出创建一个基于内存的套接字描述符

参数：domain 地址族，PF_INET == AF_INET ==>互联网程序

PF_UNIX == AF_UNIX ==>单机程序

type 套接字类型：

SOCK_STREAM 流式套接字 ===》TCP

SOCK_DGRAM 用户数据报套接字===>UDP

SOCK_RAW 原始套接字 ===》IP

protocol 协议 ==》0 表示自动适应应用层协议。

返回值：成功 返回申请的套接字id

失败 -1；

connect

2.int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,

socklen_t addrlen);

功能：该函数固定有客户端使用，表示从当前主机向目标

主机发起链接请求。

参数：sockfd 本地socket创建的套接子id

addr 远程目标主机的地址信息。

addrlen: 参数2的长度。

返回值：成功 0

失败 -1；

网络通信过程

QQ_A QQ_B

[用户空间] | |

-------------------socket-----------------------socket--------------

[内核空间] [传输层tcp] [传输层tcp]

|

[网络层] [网络层]

|

[数据链路层] [数据链路层]

|

[物理层] -----------------> [物理层]

网络中找到主机 ---- ip

找到主机中进程 ---- 端口号

端口号

作用: 用来标识一个进程

组成:

16位的数据

0~65535

//

1~1023 // 知名端口号

80 http

23

21

1024~50000 //系统注册的

>=50000 //动态的

ip+端口号 ==> 网络中进程的唯一地址

struct sockaddr //地址的类型

struct sockaddr_in {

sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */

in_port_t sin_port; /* port in network byte order */

struct in_addr sin_addr; /* internet address */

};

/* Internet address. */

struct in_addr {

uint32_t s_addr; /* address in network byte order */

};

network byte order //网络字节序 ---大端

//字节序转换

#include <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(uint32_t hostlong); //主机到网络

uint16_t htons(uint16_t hostshort);

uint32_t ntohl(uint32_t netlong); //网络到主机

uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

//ip地址转换

in_addr_t inet_addr(const char *cp);

"192.168.0.1"

bind

2、int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr,

socklen_t addrlen);

功能：如果该函数在服务器端调用，则表示将参数1相关

的文件描述符文件与参数2 指定的接口地址关联，

用于从该接口接受数据。

如果该函数在客户端调用，则表示要将数据从

参数1所在的描述符中取出并从参数2所在的接口

设备上发送出去。

注意：如果是客户端，则该函数可以省略，由默认

接口发送数据。

返回值:

成功 0

失败 -1

listen

3、 int listen(int sockfd, int backlog);

功能：在参数1所在的套接字id上监听等待链接。

参数：sockfd 套接字id

backlog 允许链接的个数。

返回值：成功 0

失败 -1；

accept

4、int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,

socklen_t *addrlen);

功能：从已经监听到的队列中取出有效的客户端链接并

接入到当前程序。

参数：sockfd 套接字id

addr 如果该值为NULL ，表示不论客户端是谁都接入。

如果要获取客户端信息，则事先定义变量

并传入变量地址，函数执行完毕将会将客户端

信息存储到该变量中。

addrlen： 参数2的长度，如果参数2为NULL，则该值

也为NULL；

如果参数不是NULL，&len;

一定要写成len = sizeof(struct sockaddr);

返回值：成功 返回一个用于通信的新套接字id；

从该代码之后所有通信都基于该id

失败 -1；