Linux网络编程
第一章：网络基础
1. 协议
1.1 什么是协议？
从应用的角度出发，协议可以理解为“规则”，是数据传输和数据的解释规则。
假设，A与B双方欲传输文件，规定：
第一次，传输文件名，接收方接收到文件名，应答OK给传输方
第二次，发送文件的尺寸，接收方接收到该数据再次应答一个OK
第三次，传输文件内容。同样，接收方接收数据完成后应答OK表示文件内容接收成功。
这种仅在A、B之间被遵守的协议称之为原始协议、当次协议被更多的人采用，不断地增加、改进、维护和完善。最终形成一个稳定的、完整的文件传输协议，被广泛应用于各种文件传输过程中。该协议就成为一个标准协议。最早的ftp协议就是由此衍生而来。
1.2 典型协议
应用层：HTTP协议、FTP协议
传输层：TCP/UDP协议
网络层：IP协议、ICMP协议、IGMP协议
网络接口层：ARP协议、RARP协议
2. OSI7层模型和TCP/IP4层模型
TCP/IP常用协议：
- 应用层：http、ftp、nfs、ssh、telnet......
- 传输层：TCP、UCP
- 网络层：IP、ICMP、IGMP
- 网络接口（链路层）：以太网帧协议、ARP协议
3. 网络通信过程
系统帮助我们把数据一步步封装，交给网卡，网卡接收到封装的数据，在网络上传输到目的主机的网卡，目的主机的网卡再一步步解封。
数据没有封装就不能在网络中传递！！！好比寄快递，不添加地址姓名电话等相关信息，接收人就无法接收到快递。
3.1 以太网帧和ARP请求
以太网帧的格式：
由于本主机不知道目的主机的MAC地址，因此在给目的主机发送以太网帧之前，先通过ARP请求来获取目的主机的MAC地址。
路由器接收到ARP请求之后，经过查找和广播等多次寻找，最终发出ARP应答给本主机。
ARP协议：根据IP地址获取MAC地址（网卡唯一标识）
以太网帧协议：根据MAC地址，完成数据传输。
3.2 IP协议
版本：IPv4，IPv6
TTL：time to live。设置数据包在路由节点中的跳转上限。每经过一个路由节点，该值减1.
IP地址：可以在网络环境中，唯一标识一台主机
端口号：可以在网络的一台主机上，唯一标识一个进程
IP地址+端口号：可以在网络环境中，唯一标识一个进程。
3.3 TCP协议
3.4 C/S和B/S模型
| Client-Server | Browse-Server | |
| 优点 | 缓存大量数据、协议选择灵活 速度快 | 安全性好、跨平台、开发工作量较小 |
| 缺点 | 安全性差、开发量大(客户端服务器都要开发) | 不能缓存大量数据、严格遵守http |
第二章：Socket编程
1. 字节序
对于整数0x12345678，我们将这个4字节整数从低地址往高地址存。
0x12是最高位，0x78是最低位。
大端存储最先存最高位。
小端存储最先存最地位。
TCP/IP协议规定：网络数据流应采用大端字节序。而大部分主机字节序时小端字节序
#include <arpa/inet.h>uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);h表示host，n表示network，l表示long，s表示short。
IP地址4字节（32位），端口号2字节（16位），因此l给IP用，s给Port用。
注意：192.168.1.110是点分十进制IP，本质上是一个String，即“192.168.1.110”字符串。
但是上述函数的参数为无符号整形。
“192.168.1.110”通过atoi()函数转换为32位的int数据。
2. IP地址转换函数
2.1 本地字节序（string IP）----》网络字节序
#include <arpa/inet.h>
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);- af: AF_INET, AF_INET6
- src: 传入参数，IP地址（字符串）
- dst：传出参数，转换后的网络字节序的IP地址
“192.168.1.131”---------->网络字节序+的IP
即将本地的小端存储的字符串“192.168.1.131”转换为大端存储的32位二进制数据。
返回值：成功返回1，异常：0，说明src指向的不是一个有效的ip地址
2.2 网络字节序----》本地字节序（string IP）
const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t len);af: AF_INET, AF_INET6
src: 网络字节序IP地址
dst：本地字节序（string IP）
size：dst的大小
成功返回dst，失败返回NULL。
即将网络大端端存储的的32位二进制数据转换为本地字节序字符串“192.168.1.131”
3. sockaddr结构体和sockaddr_in的关系
我们在后面的socket编程函数要用到struct sockaddr类型，但是现在大家用的是struct sockaddr_in数据类型，现在通常的做法为，先用sockaddr_in来填充数据，最后再将sockaddr_in强制转换为sockaddr类型。
在网络编程中，我们重点关注sockaddr_in数据结构，最后使用套接字的时候，再将其强制转换为sockaddr结构。
例如：我们使用bind函数的时候，要用到sockaddr结构体
如何做？
1. struct sockaddr_in addr; // 先创建sockaddr_in的结构体
2. addr.sin_family = AF_INET/AF_INET6; // 选用IPv4或IPv6的协议
3. addr.sin_port = htons(9527); // 将主机小端二进制9527转换为网络大端二进制9527
4. addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//取出系统中有效的 任意IP地址。二进制类型
5. bind(fd, (struct sockaddr *) &addr, size); // 强制转换sockaddr_in为sockaddr类型
4. 网络套接字函数
