Linux TCP/IP编程

Linux TCP/IP编程主要涉及到网络通信的核心概念和技术，包括网络历史、协议栈模型、TCP/IP协议族、Socket编程接口以及相关的地址格式和字节顺序。以下是对这些知识点的详细阐述： **互联网的历史和发展** 互联网的起源可以追溯到1971年的ARPANET，它最初使用NCP协议进行通信。然而，随着技术的发展，NCP被TCP/IP协议所取代。1974年，TCP/IP协议被发布，并在1981年TCP/IP version 4成为标准，标志着现代互联网的开端。 **ISO/OSI七层协议模型与TCP/IP协议族** ISO/OSI模型是一个逻辑上将网络通信功能划分为七层的框架，而TCP/IP协议族则是一个四层模型。TCP/IP模型包括：网络接口层（对应OSI的物理层和数据链路层）、网络层（对应OSI的网络层）、传输层（对应OSI的传输层）和应用层（对应OSI的应用层、表示层、会话层和部分传输层）。TCP（传输控制协议）提供面向连接的服务，UDP（用户数据报协议）则提供无连接服务。IP（Internet协议）负责信息的传递机制。 **Socket编程** 在Linux中，基于BSD Socket的网络编程是通过Socket函数来实现的。需要包含`<sys/types.h>`和`<sys/socket.h>`头文件。常用函数如： - `socket()`创建一个新的套接字。 - `bind()`将套接字与特定的IP地址和端口号绑定。 - `connect()`建立客户端到服务器的连接。 - `listen()`使服务器进入监听状态，等待客户端连接。 - `accept()`接收来自客户端的连接请求。 - `select()`监控多个套接字的活动。 - `recv(), recvfrom()`从套接字接收数据。 - `send(), sendto()`向套接字发送数据。 - `close(), shutdown()`关闭或停止套接字通信。 **网络地址** IP地址是互联网中节点的唯一标识，通常用点分十进制表示，例如202.112.58.200。IP地址由32位二进制组成，分为四级。子网掩码用于确定IP地址所在的子网范围。MAC地址则是Ethernet协议中的物理地址，用于局域网内的通信。 **字节顺序** 计算机处理数据时，不同架构的CPU有不同的字节顺序，即主机字节顺序（HBO）。网络字节顺序（NBO）是为了解决跨平台通信中的兼容性问题，所有网络上的数据交换都使用统一的NBO，通常使用大端字节序。当数据在网络间传输时，需要进行字节顺序转换，例如`htonl()`, `ntohl()`, `htons()`, `ntohs()`等函数。 **其他概念** - **流（Stream）**：TCP提供面向连接的流式服务，数据以连续的字节流形式传输。 - **连接（Connection）**：TCP通信前需先建立连接，UDP则无此过程。 - **阻塞（Block）/非阻塞（Non-block）**: 在套接字操作中，可以选择是否阻塞等待数据。 - **同步（Synchronous）/异步（Asynchronous）**: 同步操作会等待结果返回，异步则允许同时执行其他任务。 - **IP地址分类**: IPv4地址有A、B、C、D、E五类，IPv6则扩展到了128位。 在实际编程中，开发者需要理解这些基本概念，以便正确地使用Socket函数进行网络通信。此外，还需要考虑错误处理、性能优化和安全措施等问题，确保应用程序的稳定性和可靠性。