net、udp、tcp

embedded/2024/12/22 11:03:29/

Makefile的main.c文件中的全局变量SONG song，要在fun.c文件里面写成extern SONG song

编译方法

第一次编写

或

网络编程 

物理层的网线规定有八根，颜色不一样，功能不一样，光猫把光信号转换成电信号，光纤10Gb

WiFi叫无线局域网，一般也就50米左右，手机流量叫蜂窝网络，随时随地上网。

链路层：先格式化一下，网络可以通过交换机连接起来。

网络层：通过ip地址找到目标

传输层：数据以何种方式传输？tcp可靠传输，传输过程中数据准确的到达对方。udp可能会丢包 。一般下载文件上传文件多以tcp为主，一般视频，音频 （实时性重要）一般用udp

OSI模型

物理层

解决两个硬件之间怎么通信的问题，常见的物理媒介有光纤、电缆、中继器等。它主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。

它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输，到达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特。

链路层（把设备连接起来）

在计算机网络中由于各种干扰的存在，物理链路是不可靠的。该层的主要功能就是：通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。

它的具体工作是接收来自物理层的位流形式的数据，并封装成帧，传送到上一层；同样，也将来自上层的数据帧，拆装为位流形式的数据转发到物理层。这一层的数据叫做帧。

网络层

计算机网络中如果有多台计算机，怎么找到要发的那台？如果中间有多个节点，怎么选择路径？这就是路由要做的事。

该层的主要任务就是：通过路由选择算法，为报文（该层的数据单位，由上一层数据打包而来）通过通信子网选择最适当的路径。这一层定义的是IP地址，通过IP地址寻址，所以产生了IP协议。

传输层

当发送大量数据时，很可能会出现丢包的情况，另一台电脑要告诉是否完整接收到全部的包。如果缺了，就告诉丢了哪些包，然后再发一次，直至全部接收为止。

简单来说，传输层的主要功能就是：监控数据传输服务的质量，保证报文的正确传输。

会话层（网络断开，连接的状态）

虽然已经可以实现给正确的计算机，发送正确的封装过后的信息了。但我们总不可能每次都要调用传输层协议去打包，然后再调用IP协议去找路由，所以我们要建立一个自动收发包，自动寻址的功能。于是会话层出现了：它的作用就是建立和管理应用程序之间的通信。

表示层（加密，解密）

表示层负责数据格式的转换，将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式，或者将来自下一层的数据转换为上层能处理的格式。

应用层

应用层是计算机用户，以及各种应用程序和网络之间的接口，其功能是直接向用户提供服务，完成用户希望在网络上完成的各种工作。前端同学对应用层肯定是最熟悉的。

TCP/IP模型（也叫tcp/ip协议栈）：专门描述互联网的模型（把OSI模型合并了一下）

TCP/IP协议族

  • dns 域名解析  把域名转成ip地址
  • DHCP 动态主机配置协议（路由器分配地址）
  • http  超文本传输协议（使用网页就会用到这个协议）
  • FTP  互联网远距离传输用ftp（可以断点续传）
  • TFTP 简单文件传输协议（传输本地文件）---局域网内
  • SNMP   网络管理  网络状态监测
  • TCP 传输控制协议   一种可靠的传输方式  自带超时重传   必须要有应答    实时性比较差
  • UDP   实时性好  会丢包   节省网络开销
  • ARP  地址解析协议    在以太网环境中，数据的传输所依懒的是MAC地址而非IP地址，而将已知IP地址转换为MAC地址的工作是由ARP协议来完成的。
  • RIP和OSPF都是路由协议

TCP编程基础知识

  • 网关：也叫gate，跟个门一样，没出去就是局域网，出去就是互联网，默认是0.1（后两位）
  • 广播：最后一位是255）给这个位发，所有人都接收到了（只能是局域网里，一个人发所有人收）
  • 组播：让想收到的人收到（类似于群聊）

IP地址一般都是点分十进制（分为四段，每一段最小0最大255）

A类中第一段表示有多少个网络，是网络号，后面的数字表示有多少台主机（2的64次方）

B类中前两段表示有多少个网络（比如说128.0和128.1代表两个网络），后面数字表示有多少台主机（2的16次方）

C类前三段表示有多少个网络，后面数字表示有某一台主机（主机号）------我们一般用的是这种

linux的网络配置命令

配置完一定要重启sudo reboot 才会生效

ifconfig：查看网卡状态相关信息

硬件地址

手动设置ip地址，然后重启

查看网络状态（是否连接）

网络接口

  • socket 套接字  是文件描述符（网络文件需要收发）
  • ip地址是用来找主机的
  • 端口号用来识别进程的

网络字节序

小端存储--数据的低位在低内存

  • 计算机是小端    网络设备是大端
  • ip地址和端口号要去找主机设备--------都要大小端转换一下

UDP（有服务端和客户端，一对多的关系）简单一点----无连接，不显示状态信息，不可靠

  • socket类似于open，将网络设备打开，打开后拿到一个文件描述符
  • 客户端找服务器需要ip地址和端口号，bind就是给套接字设置ip地址和端口号的 
  • 服务器先收，因为客户得先告诉服务器要啥

代码：（客户端找服务器）

固定的就选这个IPv4对应的

服务端： 

SA是强转一下，转成下面这个类型

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
typedef struct sockaddr * (SA);
int main(int argc, char *argv[])
{int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);//第一步，可能会有少量丢包，0是默认方式if(-1 == sockfd){perror("socket");exit(1);}// man 7 ip struct sockaddr_in ser,cli;//in代表internet互联网，这个是对方和自己的地址结构体bzero(&ser,sizeof(ser));bzero(&cli,sizeof(cli));ser.sin_family = AF_INET;// 大小端转化 host to net short ser.sin_port = htons(50000);//小端转大端，50000是端口号ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.203.128");//写自己ip，大端转小端，数字转字符串int ret = bind(sockfd,(SA)&ser,sizeof(ser));//第二步，绑定if(-1 == ret){perror("bind");exit(1);}socklen_t len = sizeof(cli);while(1){char buf[512]={0};recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(SA)&cli,&len);//第三步，收，0代表工作方式，有人发就接受，没人就等着time_t tm;time(&tm);//拿到时间sprintf(buf,"%s %s",buf,ctime(&tm));sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(SA)&cli,len);//第四步，发出去，0是默认方式}close(sockfd);return 0;
}

客户端：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
typedef struct sockaddr * (SA);int main(int argc, char *argv[])
{int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);//第一步if(-1 == sockfd){perror("socket");exit(1);}struct sockaddr_in ser;bzero(&ser,sizeof(ser));ser.sin_family = AF_INET;// 大小端转化 host to net short ser.sin_port = htons(50000);ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.203.128");while(1){char buf[512]="hello,this is udp test";sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(SA)&ser,sizeof(ser));//第二步bzero(buf,sizeof(buf));recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,NULL,NULL);//第三步printf("buf is %s\n",buf);sleep(1);}close(sockfd);return 0;
}

 结果：

UDP（用户数据报）（半双工，要么收要么发）

 发完链路就自动释放了，比较节省空间，网络开销比较小，丢包就是因为没有维护链路的状态

数据报：数据和数据间是有间隔的，收发次数要对应，不然就丢了，并且在收的大小建议大于等于包的大小，即使小了，剩下的也不会再收到了

UDP特征

  • 数据有边界
  • 收发次数要对应
  • recvfrom如果没有发送，就会阻塞
  • sendto不会阻塞，他只管发，收不收都可以

UDP传文件的代码

服务端：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
#include <fcntl.h>
typedef struct sockaddr * (SA);
int main(int argc, char *argv[])
{int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(-1 == sockfd){perror("socket");exit(1);}// man 7 ip struct sockaddr_in ser,cli;bzero(&ser,sizeof(ser));bzero(&cli,sizeof(cli));ser.sin_family = AF_INET;// 大小端转化 host to net short ser.sin_port = htons(50000);//ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");//活的地址，也代表自己的地址，本地回环，自己跟自己测，这个数据不会发出去ser.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//代表本机任何一个可用的IP地址，自己跟自己也可以，跟外面也可以，不用大小端转换int ret = bind(sockfd,(SA)&ser,sizeof(ser));if(-1 == ret){perror("bind");exit(1);}socklen_t len = sizeof(cli);int fd = open("2.png",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666);//trunc是清空，只要有创建后面就给666if(-1 == fd){perror("open");exit(1);}while(1){char buf[512]={0};int rd_ret = recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(SA)&cli,&len);if(0 == strcmp(buf,"^_^")){break;}write(fd,buf,rd_ret);//收多少写多少bzero(buf,sizeof(buf));strcpy(buf,"go on");//防止发的太快来不及写（收），所以控制他发的速度sendto(sockfd,buf,strlen(buf),0,(SA)&cli,len);}close(sockfd);close(fd);return 0;
}

客户端：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
#include <fcntl.h>
typedef struct sockaddr * (SA);int main(int argc, char *argv[])
{int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(-1 == sockfd){perror("socket");exit(1);}struct sockaddr_in ser;bzero(&ser,sizeof(ser));ser.sin_family = AF_INET;// 大小端转化 host to net short ser.sin_port = htons(50000);ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.203.128");//自己跟自己可以写any，跟别的必须写客户端IP地址int fd = open("/home/linux/1.png",O_RDONLY);if(-1 == fd){perror("open");exit(1);}char buf[512]={0};while(1){bzero(buf,sizeof(buf));int rd_ret = read(fd,buf,sizeof(buf));if(0==rd_ret){break;}sendto(sockfd,buf,rd_ret,0,(SA)&ser,sizeof(ser));bzero(buf,sizeof(buf));recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,NULL,NULL);}bzero(buf,sizeof(buf));strcpy(buf,"^_^");sendto(sockfd,buf,3,0,(SA)&ser,sizeof(ser));//走到这里证明发送结束了，告诉客户端发送结束了，因为无连接close(sockfd);close(fd);return 0;
}

结果：

练习：UDP的聊天室（一个人发，全都能收到）

服务端是负责转发的，除了不给发消息的人转发，其他人都转

服务端：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
typedef struct sockaddr * (SA);
typedef enum {CMD_LOGIN,CMD_CHAT,CMD_LOGOUT}TYPE;
typedef struct 
{TYPE type;char name[50];char context[128];}MSG;
typedef struct 
{struct sockaddr_in cli;int flag; // 0  free 1 occu
}LIST;
#define MAX 10
LIST list[MAX]={0};//最多多少人
int do_login(int sockfd,MSG* msg,struct sockaddr_in* cli)
{int i = 0 ;for(i=0;i<MAX;i++){if(1 == list[i].flag )//等于一证明人在，没退出{sendto(sockfd,msg,sizeof(MSG),0,(SA)&list[i].cli,sizeof(list[i].cli));}}for(i=0;i<MAX;i++){if(0 == list[i].flag ){list[i].flag =1;//list[i].cli = *cli;memcpy(&list[i].cli,cli,sizeof(*cli));break;}}return 0;
}int do_chat(int sockfd, MSG* msg,struct sockaddr_in*cli)//转发
{int i = 0 ;for(i=0;i<MAX;i++){if(1 == list[i].flag && 0!=memcmp(&list[i].cli,cli,sizeof(*cli)) )//确保有人，并且发送方和接收方的ip地址不一样{sendto(sockfd,msg,sizeof(MSG),0,(SA)&list[i].cli,sizeof(list[i].cli));}}
}
int do_logout(int sockfd, MSG* msg,struct sockaddr_in*cli)
{return 0;
}
int main(int argc, char *argv[])
{int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(-1 == sockfd){perror("socket");exit(1);}// man 7 ip struct sockaddr_in ser,cli;bzero(&ser,sizeof(ser));bzero(&cli,sizeof(cli));ser.sin_family = AF_INET;// 大小端转化 host to net short ser.sin_port = htons(50000);ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");int ret = bind(sockfd,(SA)&ser,sizeof(ser));if(-1 == ret){perror("bind");exit(1);}socklen_t len = sizeof(cli);MSG msg;while(1){bzero(&msg,sizeof(msg));recvfrom(sockfd,&msg,sizeof(msg),0,(SA)&cli,&len);switch(msg.type){case CMD_LOGIN:do_login(sockfd,&msg,&cli);break;case CMD_LOGOUT:do_logout(sockfd,&msg,&cli);break;case CMD_CHAT:do_chat(sockfd,&msg,&cli);break;}}close(sockfd);return 0;
}

客户端：（并行）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
typedef struct

http://www.ppmy.cn/embedded/105395.html

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