Linux网络基础知识————网络编程
计算机网络的体系结构
网络采用分而治之的方法设计，将网络的功能划分为不同的模块，以分层的形式有机结合在一起
每层实现不同的功能，其内部实现的方法对外部其他层次来说是透明的，每层向上一层提供服务，使用下一层提供的服务；
网络体系结构即网络的层次结构和每层使用的协议的集合
两类非常重要的体系结构：
开放式系统互联(opensystem interconnection 简称 OSI)和TCP/IP
OSI系统模型（7层）
OSI系统模型是国际化标准组织(IS0)为了实现计算机网络标准化颁布的参考型，根据网络中数据传输的过程，:将该模式分为7个层，每一层都向上一层提供服务，同时使用下层提供的服务。
TCP/IP 系统模型（4层）
国际化标准组织(IS0)指定的 0SI参考模型虽然规定得十分细致和完善，但在实际中却得不到广泛应用，原因就是它过于庞大和复杂，但它仍是此后众多协议模型的基础，与oS的复杂相比，TCP/IP 协议的四层结构模型获得了更广泛的使用。TCP/IP 协议是Internet事实上的工业标准。
TCP/IP的三次握手和四次挥手
三次握手
3次握手协议:TCP 是面向连接，所谓面向连接，就是计算机双方通信时必须先建立连接，然后进行数据通信。最后断开连接。TCP在建立连接时，有以下三个步骤;
第一次握手)客户端发送一个 SYN(包含有同步序列号的标志位的数据段和通信请求)给服务器，客户端进入SYN SEND 状态,然后等待服务器的回发确认信息
第二次握手) 服务器发一个 SYN+ACK 给客户端，确认已经收到客户端发来的信息，此时服务器进入SYN RECV状态;
第三次握手) 客户端接收到服务器发来的确认信息后，再反馈一个 ACK给服务器，完成三次握手,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，到此一个TCP连接就完成了。
四次挥手
因为TCP/IP 的连接是双向的，所以每个方向都要单独进行关闭。
每当TCP单方向的数据传输结束后，都会再发送一个 FIN 过去，告诉对方我这个方向上的数据要关闭了，当双方接收到FIN后，就会通知应用层，TCP连接已经终止了数据传输。
第一次断开:客户端向服务器端发送数据后，将 FIN置1,告诉它要关闭这一方向上的数据传输。
第二次断开:服务器接收到FIN后，将 ACK置1发送客户端
第三次断开:向客户端申请反方向的数据断开，将FIN置1。
第四次断开:客户端接收到服务器端发来的请求，将 ACK置1,双方同时关闭连接
套接字(Socket)
Socket是独立于具体协议的网络编程接口，在OSI模型中，主要位于会话层和传输层之间在Linux 下，套接字是一种特殊的IO接口，也是一种文件描述符。
Socket类型
流式套接字(SOCK STREAM)
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)
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)
可以对较低层次协议，如IP、ICMP直接访问。功能强大但使用较为不便主要用于一些协议的开发
套接字相关函数
socket：创建一个套接字。
| 函数 | socket |
| 头文件 | #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> |
| 函数原型 | int socket(int domain, int type, int protocol); |
| 功能 | 创建一个套接字。 |
| 参数 | 1.domain：协议族。 AF_INET AF_INET6 2.type：协议类型 SOCK_DGRAM,SOCK_STREAM,SOCK_RAW 3.protocol：指定应用程序使用的通讯协议，一般取值为0,让系统决定使用的协议。 |
| 返回值 | 成功：返回新建的套接字描述符；失败：返回-1。并将错误码放入 errno |
bind：绑定一个套接字。
| 函数 | bind |
| 头文件 | #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #inclue <netinet/in.h> |
| 函数原型 | int bind(int sockfd, struct sockaddr* addr, int addlen); |
| 功能 | 绑定一个套接字。 |
| 参数 | 1.sockfd：套接字描述符。 2.addr：指向sockaddr结构体的指针，标识绑定的IP,端口，协议族等信息， 通常情况下使用另一个 结构体。sockaddr_in 3.addlen：sockaddr结构体长度。 |
| 返回值 | 成功：返回0, 失败：返回 -1 错误存放在errno 中 |
htons,htonl,ntohs,ntohl：从主机字节序转换成网络字节序，或者相反
| 函数 | htons，htonl，ntohs，ntohl |
| 头文件 | #include <netinet/in.h> |
| 函数原型 | uint32_t htonl(uint32_t hostlong); uint16_t htons(uint16_t hostshort); uint32_t ntohl(uint32_t netlong); uint16_t ntohs(uint16_t netshort); |
| 功能 | htonl：把32位值从主机字节序转换成网络字节序； htons：把16位值从主机字节序转换成网络字节序； ntohl：把32位值从网络字节序转换成主机字节序； ntohs：把16位值从网络字节序转换成主机字节序。 |
| 参数 | 1.hostlong：32位主机字节序的数据。 2.hostshort：16位主机字节序的数据。 3.netlong：32位网络字节序的数据。 4.netshort：16位网络字节序的数据。 |
| 返回值 | 已经转换好的数据 |
inet_addr，inet_ntoa：字符串转换为网络字节序，或者相反
| 函数 | inet_addr，inet_ntoa |
| 头文件 | #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> |
| 函数原型 | uint32_t inet_addr(const char * cp); char * inet_ntoa(struct in_addr in); |
| 功能 | inet_addr： 点分十进制地址字符串转换为32位网络字节序； inet_ntoa： 将32位值从网络字节序转换成主机字节序的点分 十进制IP字符串； |
| 参数 | 1.inet_addr的参数为点分十进制地址字符串方式IP信息； 执行成功，返回32位IP地址，并且是网络存储顺序； 2.inet_ntoa的参数为网络字节序的IP信息； 执行成功，返回主机字节序的点分十进制IP字符串； |
| 返回值 | 已经转换好的数据 |
recvfrom：接收对方主机传送来的数据
| 函数 | recvfrom |
| 头文件 | #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> |
| 函数原型 | int recvfrom(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr *from, int *fromlen); |
| 功能 | 用来由指定的socket接收对方主机传送来的数据. |
| 参数 | 1.sockfd：标识一个套接字的描述符。 2.buf：接收数据缓冲区。 3.len：缓冲区长度。 4.flags：调用操作方式，一般设0。 5.from：[OUT]对方主机的网络地址 6.fromlen：对方主机地址sockaddr 的结构长度 |
| 返回值 | 成功：返回实际传送的字符数；失败：返回-1，错误原因存于errno 中 |
sendto：将数据由指定的socket传给对方
| 函数 | sendto |
| 头文件 | #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> |
| 函数原型 | int sendto(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr *to, int tolen); |
| 功能 | 用来将数据由指定的socket传给对方主机 |
| 参数 | 1.sockfd：标识一个套接字的描述符。 2.buf：发送数据缓冲区。 3.len：实际发送的数据长度。 4.flags：调用操作方式，一般设0。 5.to：欲传送的网络地址， 6.tolen：sockaddr 的结构长度。 |
| 返回值 | 成功：返回实际传送的字符数；失败：返回-1，错误原因存于errno 中。 |
setsockopt：设置套接字选项
| 函数 | setsockopt |
| 头文件 | #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> |
| 函数原型 | int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen); |
| 功能 | 设置套接字选项 |
| 参数 | 1.sockfd：标识一个套接字的描述符。 2.level：指定控制套接字的层次.可以取三种值: 3. optname：待设置套接字选项的名称。(取决于level) 4. optval：选项的取值。(注意传递变量地址，变量中存储取值) 5. optlen：选项值的长度， |
| 返回值 | 成功：0；失败：返回-1，错误原因存于errno 中 |
listen：监听，等待客户端连接。
| 函数 | listen |
| 头文件 | #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> |
| 函数原型 | int listen(int sockfd, int backlog); |
| 功能 | 监听，等待客户端连接。 |
| 参数 | 1.sockfd：要监听的套接字描述符。 2.backlog：可排队连接的最大连接数 |
| 返回值 | 成功：返回0；失败：返回-1。并将错误码放入 errno |
connect：建立与TCP 服务器的连接。
| 函数 | connect |
| 头文件 | #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> |
| 函数原型 | int connect((int sockfd, struct sockaddr* addr, int addlen)); |
| 功能 | 建立与TCP 服务器的连接。 |
| 参数 | 1.sockfd：客户端套接字描述符。 2.addr：服务器端的地址信息； 3.addlen：sockaddr结构的长度 |
| 返回值 | 成功：返回0； 失败：返回-1。并将错误码放入 errno |
accept：TCP 服务器接受客户端的连接请求。
| 函数 | accept |
| 头文件 | #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> |
| 函数原型 | int accept(int sockfd, struct sockaddr* addr, int* addlen); |
| 功能 | TCP 服务器接受客户端的连接请求。 |
| 参数 | 1.sockfd：服务器端套接字描述符。 2.addr：指向sockaddr结构指针，接收客户端IP信息； 3.addlen：sockaddr结构的长度 |
| 返回值 | 成功：返回一个新的套接字描述符，用它来和客户端通信； 失败：返回-1。并将错误码放入 errno |
send：向一个已经连接的套接字发送数据。
| 函数 | send |
| 头文件 | #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> |
| 函数原型 | size_t send(int sockfd, const void* buf, size_t len,int flags); |
| 功能 | 向一个已经连接的套接字发送数据。 |
| 参数 | 1.sockfd：已连接套接字描述符。 2.buf：数据缓冲区指针，用于存放要发送的数据 3.len：要发送数据的长度。 4.flags：调用执行方式，一般设为0 |
| 返回值 | 成功：返回发送的数据总数, 失败： -1 并将错误码放入 errno |
recv：从一个已经连接的套接字接收数据。
| 函数 | recv |
| 头文件 | #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> |
| 函数原型 | size_t recv(int sockfd, void* buf, size_t len,int flags); |
| 功能 | 从一个已经连接的套接字接收数据。 |
| 参数 | 1.sockfd：已连接套接字描述符。 2.buf：数据缓冲区指针，用于存放接收到的数据 3.len：数据缓冲区的长度。 4.flags：调用执行方式，一般设为0 |
| 返回值 | 成功：返回接收的数据总数, 0: 代表客户端断开连接 失败： -1 并将错误码放入 errno |