linux网络编程学习笔记

第八章网络编程 netstat 命令 netstat是用来显示网络的连接,路由表和接口统计等网络的信息.netstat有许多的 选项 我们常用的选项是 -an 用来显示详细的网络状态.至于其它的选项我们可以使用帮 助手册获得详细的情况. telnet telnet是一个用来远程控制的程序,但是我们完全可以用这个程序来调试我们的服务端程 序的. 比如我们的服务器程序在监听 8888 端口,我们可以用 telnet localhost 8888来查 看服务端的状况. TCP(Transfer Control Protocol)传输控制协议是一种面向连接的协议,当我们的网络程 序使用 这个协议的时候,网络可以保证我们的客户端和服务端的连接是可靠的,安全的. UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议是一种非面向连接的协议,这种协议并不能保证 我们的网络程序的连接是可靠的,所以我们现在编写的程序一般是采用 TCP协议的 socket int socket(int domain, int type,int protocol) domain：说明我们网络程序所在的主机采用的通讯协族(AF_UNIX 和AF_INET 等). AF_UN IX 只能够用于单一的 Unix 系统进程间通信,而 AF_INET 是针对Internet的,因而可以允许在 远程 主机之间通信(当我们 man socket 时发现 domain 可选项是 PF_*而不是AF_*,因为 glibc 是 posix 的实现 所以用 PF代替了 AF,不过我们都可以使用的). type：我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM 等) SOCK_STREAM 表明 我们用的是 TCP协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流. SOCK_DGRAM 表明我们用的是 UDP协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信. protocol：由于我们指定了 type,所以这个地方我们一般只要用 0 来代替就可以了 sock et 为网络通讯做基本的准备.成功时返回文件描述符,失败时返回-1,看 errno 可知道出错 的详细情况. bind int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen) sockfd：是由socket调用返回的文件描述符. addrlen：是 sockaddr结构的长度. my_addr：是一个指向 sockaddr的指针. 在<linux/socket.h>;中有 sockaddr的定义 struct sockaddr{ unisgned short as_family; char sa_data[14]; }; 不过由于系统的兼容性,我们一般不用这个头文件,而使用另外一个结构(struct sock addr_in) 来代替.在<linux/in.h>;中有 sockaddr_in 的定义 struct sockaddr_in{ unsigned short sin_family; unsigned short int sin_port; struct in_addr sin_addr; unsigned char sin_zero[8]; 我们主要使用 Internet所以 sin_family 一般为 AF_INET,sin_addr设置为 INADDR_ANY 表 示可以 和任何的主机通信,sin_port 是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的 .. bind 将本地的端口同 socket返回的文件描述符捆绑在一起.成功是返回 0,失败的情况和 socket一样 listen int listen(int sockfd,int backlog) sockfd：是 bind 后的文件描述符. backlog：设置请求排队的最大长度.当有多个客户端程序和服务端相连时, 使用这个表示 可以介绍的排队长度. listen函数将 bind 的文件描述符变为监听套接字.返回的情况和 b ind 一样. accept int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen) sockfd：是 listen后的文件描述符. addr,addrlen是用来给客户端的程序填写的,服务器端只要传递指针就可以了. bind,li sten和 accept是服务器端用的函数,accept调用时,服务器端的程序会一直阻塞到有一个 客户程序发出了连接. accept 成功时返回最后的服务器端的文件描述符,这个时候服务 器端可以向该描述符写信息了. 失败时返回-1 connect int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen) sockfd：socket返回的文件描述符. serv_addr：储存了服务器端的连接信息.其中 sin_add 是服务端的地址 addrlen：serv_addr的长度 connect函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回 0,sockfd 是同服务端通讯的文件 描述符 失败时返回-1. 总的来说网络程序是由两个部分组成的--客户端和服务器端.它们的建立步骤一般是： 服务器端 socket-->;bind-->;listen-->;accept 客户端 socket-->;connect 字节转换函数 在网络上面有着许多类型的机器,这些机器在表示数据的字节顺序是不同的, 比如 i386 芯 片是低字节在内存地址的低端,高字节在高端,而 alpha 芯片却相反. 为了统一起来,在 Li nux 下面,有专门的字节转换函数. unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong) unsigned short int htons(unisgned short int hostshort) unsigned long int ntohl(unsigned long int netlong) unsigned short int ntohs(unsigned short int netshort) 在这四个转换函数中,h 代表 host, n 代表 network.s 代表 short l 代表 long 第一个函 数的意义是将本机器上的 long 数据转化为网络上的 long. 其他几个函数的意义也差不多 .. IP 和域名的转换 在网络上标志一台机器可以用 IP或者是用域名.那么我们怎么去进行转换呢? struct hostent *gethostbyname(const char *hostname) struct hostent *gethostbyaddr(const char *addr,int len,int type) 在<netdb.h>;中有 struct hostent的定义 struct hostent{ char *h_name; /* 主机的正式名称 */ char *h_aliases; /* 主机的别名 */ int h_addrtype; /* 主机的地址类型 AF_INET*/ int h_length; /* 主机的地址长度 对于IP4 是 4 字节 32 位*/ char **h_addr_list; /* 主机的 IP地址列表 */ } #define h_addr h_addr_list[0] /* 主机的第一个 IP地址*/ gethostbyname 可以将机器名(如 linux.yessun.com)转换为一个结构指针.在这个结构里 面储存了域名的信息 gethostbyaddr可以将一个 32 位的 IP地址(C0A80001)转换为结构指针. 这两个函数失败时返回 NULL 且设置 h_errno 错误变量,调用 h_strerror()可以得到详细的 出错信息 字符串的 IP 和 32位的 IP 转换. 在网络上面我们用的 IP都是数字加点(192.168.0.1)构成的, 而在 struct in_addr结构中 用的是 32 位的 IP, 我们上面那个 32 位IP(C0A80001)是的 192.168.0.1 为了转换我们可以 使用下面两个函数 int inet_aton(const char *cp,struct in_addr *inp) char *inet_ntoa(struct in_addr in) 函数里面 a 代表 ascii n 代表 network.第一个函数表示将 a.b.c.d 的 IP转换为 32 位的 I P,存储在 inp 指针里面.第二个是将 32 位 IP转换为 a.b.c.d 的格式 服务信息函数 在网络程序里面我们有时候需要知道端口.IP和服务信息.这个时候我们可以使用以下几 个函数 int getsockname(int sockfd,struct sockaddr *localaddr,int *addrlen) int getpeername(int sockfd,struct sockaddr *peeraddr, int *addrlen) struct servent *getservbyname(const char *servname,const char *protoname) struct servent *getservbyport(int port,const char *protoname) struct servent { char *s_name; /* 正式服务名 */ char **s_aliases; /* 别名列表 */ int s_port; /* 端口号 */ char *s_proto; /* 使用的协议 */ } 一般我们很少用这几个函数.对应客户端,当我们要得到连接的端口号时在 connect调用成 功后使用可得到 系统分配的端口号.对于服务端,我们用 INADDR_ANY 填充后,为了得到连 接的 IP我们可以在 accept 调用成功后 使用而得到IP地址. 在网络上有许多的默认端口和服务,比如端口 21 对 ftp80 对应 WWW.为了得到指定的端口号 的服务 我们可以调用第四个函数,相反为了得到端口号可以调用第三个函数.