网络编程

网络通信：全双工

TCP和UDP
相同点：同属传输层
区别：
TCP：有连接：通信双方在通信之前事先建立连接，类似于打电话。
整个通信过程可以保证可靠的传输，即数据不会丢包、失序、乱码等，TCP在传输过程中还可实现流量控制。
使用场合：可靠新要求比较高的场合，比如账户密码、文件传输等。
UDP：无连接，类似于寄信。
整个通信过程中数据包可能会出现丢包和失序等，也没有流量控制。
适用场合：视频通信、及时聊天等。

流式套接字(SOCK_STREAM)：基于TCP协议通信的套接字
提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复的发送且按发送顺序接收。内设置流量控制，避免数据流淹没慢的接收方。数据被看作是字节流，无长度限制。

数据报套接字(SOCK_DGRAM)：基于UDP协议的套接字
提供无连接服务。数据包以独立数据包的形式被发送，不提供无差错保证，数据可能丢失或重复，顺序发送，可能乱序接收。

原始套接字(SOCK_RAW)：不经过传输层，故无默认的tcp层协议。
可以对较低层次协议如IP、ICMP直接访问。

端口号：为了区分一台主机接收到的数据包应该转交给哪个进程来进行处理，使用端口号来区别
1——1023已经固定的用于某些通信服务，用户不能复用。

编程API：

一、TCP服务器端通信模型：
1.创建套接字
int socket (int domain, int type, int protocol);
功能：创建通信套接字
参数：
domain：指明通信套接字的使用地方
type：指明通信套接字类型（SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM, SOCK_RAW）
protocol：指明使用的特殊协议
返回值：
成功：新创建的套接字文件描述符
失败：-1

2.为本地套接字绑定地址信息
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen); 
功能：为本地套接字绑定地址信息
参数：
sockfd：指明需要绑定的本地套接字
my_addr:指向含有地址信息的结构体空间
addrlen：表明绑定的地址信息长度
返回值：
成功：0
失败：-1

internet通信地址信息：
struct sockaddr_in {
        sa_family_t    sin_family; /* address family: AF_INET */
        in_port_t      sin_port;   /* port in network byte order */——>需要进行字节序转换
        struct in_addr sin_addr;   /* internet address */
    };


    /* Internet address. */
        struct in_addr {
        uint32_t       s_addr;     /* address in network byte order */——>需要进行字节序转换
    };

字节序转换：
主机字节序转网络字节序：
u_long htonl (u_long hostlong);
u_short htons (u_short short);

网络字节序到主机字节序
u_long ntohl (u_long hostlong);
u_short ntohs (u_short short);

IP地址转换：
inet_aton()
将strptr所指的字符串转换成32位的网络字节序二进制值
#include <arpa/inet.h>
int inet_aton(const char *strptr,struct in_addr *addrptr);

inet_addr()
功能同上，返回转换后的地址。
in_addr_t inet_addr(const char *strptr);

inet_ntoa()
将32位网络字节序二进制地址转换成点分十进制的字符串。 
char *inet_ntoa(stuct in_addr inaddr);

建立连接：
3.监听
int listen (int sockfd, int backlog);
功能：为套接字sockfd创建监听队列，用于服务器端。
参数：
sockfd：本地套接字
backlog：监听队列大小
返回值：
成功：0
失败：-1

4.接收客户端连接请求
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
功能：接受客户端的连接请求
参数：
sockfd：本地套接字
addr：指向存储客户端地址信息的结构体空间
addrlen：（值结果参数）指明客户端地址信息存储长度
返回值：
成功：返回已经建立连接的套接字文件描述符
失败：-1

收发消息：
5.收发消息
ssize_t  send(int  socket,  const  void  *buffer,  size_t  length, int flags);
功能：发送消息
参数：
socket：本地套接字
buffer：要发送的消息的首地址
length：指明消息长度
flags：发送消息的标志位，默认0
返回值：
成功：成功发送到内核发送缓冲区的字节数，不能用于表示对方成功接收的字节数。（tcp内部存在一个发送缓冲区）
失败：-1

ssize_t  recv(int  socket,  void  *buffer,  size_t  length, int flags);
功能：从本地套接字接收消息
参数：
socket：本地套接字
buffer：指明收到的消息的存储首地址。
length：指明接收消息长度
flags：指明接收方式
返回值：
成功：返回成功从内核接收缓冲区拷贝到buffer的字节数，返回0表示对方发送端关闭。
失败：返回-1

6.关闭不用的套接字
int close(int sockfd);

二、TCP客户端通信模型
1.创建套接字
2.绑定本地地址信息（可选）
3.向服务器发起连接请求
int?connect(int?sockfd,?struct?sockaddr?*serv_addr, int?addrlen);
功能：向对方发起连接请求
参数：
sockfd：指明本地套接字
serv_addr：指明对方的地址信息
addrlen：指明地址信息的长度
返回值：
成功：0
失败：-1
4.收发消息
5.关闭不用的套接字

思考题：
什么是粘包，为什么会出现粘包，UDP有粘包吗?
粘包怎么解决？