一、网络编程
Linux 下的网络编程，核心是基于 TCP/IP 协议栈，通过操作系统提供的 Socket（套接字）API 实现网络通信，支持客户端与服务器间的数据传输，广泛用于开发服务器、客户端、网络工具等应用。
1.目的
不同主机，进程间通信；
2.问题
（1）主机与主机之间物理层面必须互联互通；
（2）进程与进程在软件层面必须互联互通；
广域网与局域网
广域网：覆盖范围广（如城市、国家、全球），依赖运营商专线、卫星等长途传输技术，连接多个局域网，传输速度相对较慢、延迟较高，典型代表是互联网，用于跨区域的数据交互；
局域网：覆盖范围小（如家庭、办公室、校园），采用交换机、路由器等设备连接，传输速度快、延迟低、安全性较高，常用于局部区域内设备（电脑、打印机等）的互联。
交换机与互联网
IP地址：计算机的软件地址，用来标识计算机设备；
MAC地址：计算机的硬件地址；
网络的端口号：标记同一主机上的不同网络进程；
3.网络协议
网络通信标准
1） 0SI七层模型：开放系统互联模型（open system interconnect）【理论模型】
不同设备间的网络通信的通信标准；
|-------|
| 应用层 |
| 表示层 |
| 会话层 |
| 传输层 |
| 网络层 |
| 数据链路层 |
| 物理层 |
（1）应用层：要传输的数据信息，如文件传输，电子邮件；
（2）表示层：数据加密，解密，压缩，解压缩；
（3）会话层：建立数据传输通道----->会话；
（4）传输层：传输的方式 UDP TCP 端口号；
（5）网络层：实现数据路由 路径规划 路由器 ip；
（6）数据链路层：封装成帧，点对点通信（居于网内通信），差错检测 交换机 ARP；
（7）物理层：定义物理设备标准，电气特性，比如网线、光纤等传输介质 比特流： bit 0、1
2）TCP/IP模型：【应用模型】
五层：
<1>应用层：
HTTP：超文本传输协议
HTTPS：超文本传输协议（SSL加密算法）
FTP:文件传输协议（TCP）
TFTP:简单文件传输协议（UDP）
MQTT：消息队列遥测传输协议（物联网协议）（节省带宽）
DNS：域名解析服务，域名转为成IP地址
<2>传输层：
TCP：传输控制协议（确定唯一路径）
UDP：用户数据报协议（数据丢失）
<3>网络层：
IP协议
192.168.1.128
IPV4：32位
IPV6：128位
192.168.0.142（用户表示形式）点分十进制
IP地址 = 网络位 + 主机位
子网掩码:
如：255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000
用来区分IP地址的网络位和主机位，搭配IP地址使用。
子网掩码是1的部分对应IP地址的网络位
子网掩码是0的部分对应IP地址的主机位
网段号：
ip地址网络位不变，主机位全为0，则该IP地址的网段号
广播号
192.168.1.255
ip地址网络位不变，主机位全为1，则该IP地址的广播号
网关地址 ： 192.168.1.1
IP地址划分：（A）同于管理大规模网络；
（B）用于管理中大规模网络；
（C）用于管理中小规模网络；
（D）组播与广播；
（E）用来实验；
<4>数据链路层：
ARP：地址解析协议
<5>物理层：设备特征等
四层：
应用层：同上；
传输层：同上；
网络层：同上；
网络接口层：合并数据链路层和物理层；
5.网络端口号
端口号：16位的整型数据（unsigned short）0--65535
端口号功能：标记同一主机的不同网络进程
分类：
（1）任何TCP/IP实现所提供的服务都用1-1023之间的端口号；
http：80；
FTP：20/21
TFTP：69
HTTPS：443
（2）端口号从1024-49151是被注册的端口号，被LANA指定为特殊服务使用；
MQTT：1883/8883
6.网络配置
（1）ping ip地址/域名
查看当前主机和ip地址是否联通
（2）ifconfig
在linux下查看当前主机IP地址
在windows下查看当前主机IP地址
7.用户数据协议--UDP
UDP：传输层
用户数据报协议
1）网络编程模型
B/S：browser/server（浏览器/服务器）
1.客户端是一个通用的客户端；
2.只做服务器的开发；
3.客户端要加载的数据均来自服务器；
C/S：client/server（客户端/服务端）
1.客户端是一个专用的客户端；
2.服务器和客户端都需开发；
3.客户端可保存资源，本地加载，无需所有数据都请求服务器；
2）UDP编程
套接字：文件描述符
网络通信时，应用层可操作的端口
客户端 ：sendto（）--->recvfrom（）----->close（）
服务端 ： bind（）----->recvform----> sendto----->close（）
UDP特点：UDP：无连接、不可靠、数据报协议（如 DNS、视频流），无需建立连接，传输效率高，但可能丢包或乱序。
UDP函数：
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
i（1）nt socket(int domain, int type, int protocol);
功能·：创建通信的套接字；
参数：
domain：网络层使用什么协议族
AF_INET IPv4 Internet protocols
AF_INET6 IPv6 Internet protocols
type：规定传输层的协议
SOCK_DGRAM ：UDP协议；
SOCK_STREAM：TCP协议；
SOCK_RAW：原始套接字
protocol：0 按照默认协议创建；
返回值：
成功：套接字
失败：-1
（2）ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
功能：向网络套接字发送数据；
参数：
sockfd：套接字；
buf：要发送的数据的首地址；
len：要发送的字节数；
flags：0：按照默认方式发送；
deat_addr：接收方的地址信息（IP+端口号）；
addrlen：接收方地址的大小；
返回值：
成功：实际发送的字节数；
失败：-1；
下列函数是Linux 网络编程中核心的字节序转换函数，主要用于解决不同主机间数据传输的 "字节序不一致" 问题，确保数据在网络中正确解析：host：主机 network：网络
uint32_t htonl(uint32_t hostlong); 主机转网络 host ----->network 4
uint16_t htons(uint16_t hostshort); 主机转网络 host ----->network 2
uint32_t ntohl(uint32_t netlong); 网络转主机 network----->host 4
uint16_t ntohs(uint16_t netshort); 网络转主机 network----->host 2
其中
网络字节序：大端 network
主机字节序：小端 50000 host
（3）in_addr_t inet_addr(const char *cp);
功能:
将字符串IP地址转换成二进制IP地址形式
char *inet_ntoa(struct in_addr in);
功能：
将二进制ip转换成字符串
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
（4） int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
socklen_t addrlen);
功能：绑定自己的IP地址和端口号
参数：
sockfd：套接字；
addr：需要绑定的地址；
addrlen：绑定地址的大小；
返回值：
成功：0；
失败：-1
（5） ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
功能：从套接字上接收数据
参数：
sockfd：套接字；
buf：存放接受数据的内存首地址；
len：希望接受的字节数；
flags：0：按照默认方式收到（阻塞）；
src_addr：发送发地址的指针；
返回值：
成功：接受的字节数；
失败：-1