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1. 网络协议模型#xff1a; 1. OSI协议模型#xff1a;
应用层实际收发的数据表示层发送的数据是否加密会话层是否建立会话连接传输层数据传输的方式#xff08;数据包#xff0c;流式#xff09;网络层数据的…网络 可以用来数据传输、数据共享
1. 网络协议模型 1. OSI协议模型
应用层实际收发的数据表示层发送的数据是否加密会话层是否建立会话连接传输层数据传输的方式数据包流式网络层数据的路由如何从一个局域网到达另一个局域网数据链路层局域网下如何通信物理层物理介质的连接 2. TCP/IP协议模型
应用层传输的数据传输层传输的方式网络层数据如何从一个台主机到达另一台主机网络接口层物理介质的连接 1. 应用层 例如有HTTP 超文本传输协议 HTTPS FTP 文件传输协议 TFTP 简单文本传输协议 SMTP 邮件传输协议 MQTT TELNET ... 2. 传输层 UDP用户数据报协议 特点1. 实现机制简单 2. 资源开销小 3. 不安全不可靠 TCP传输控制协议 特点1. 实现机制复杂 2. 资源开销大 3. 安全可靠 3. 网络层 IPv4 IP地址唯一网络中一台主机的标号 IP地址网络位 主机位 子网掩码用来标识IP地址的网络位和主机位 子网掩码是1的部分表示IP地址的网络位 子网掩码是0的部分表示IP地址的主机位 网段号网络位不变主机位全位0表示网段号 广播地址网络位不变主机位全为1表示广播地址 IP地址类型 A类 1.0.0.0 - 126.255.255.255 子网掩码255.0.0.0 管理超大规模网络 私有IP地址10.0.0.0 - 10.255.255.255 B类 128.0.0.0 - 191.255.255.255 子网掩码255.255.0.0 管理大中规模型网络 私有IP地址172.16.0.0 - 172.31.255.255 C类 192.0.0.0 - 223.255.255.255 子网掩码255.255.255.0 管理中小规模型网络 私有IP地址192.168.0.0 - 192.168.255.255 D类 224.0.0.0 - 239.0.0.0 用于组播 E类 240.0.0.0 - 255.255.255.255 用于实验 4. UDP编程 socket套接字编程 发端socket - sendto - close 收端socket - bind - recvfrom - close 1. 发端 1. socket
int socket(int domain, int type, int protocol); 功能创建一个用来通信的文件描述符 参数 domain使用的协议族 AF_INET(IPv4协议族) type套接字类型 SOCK_STREAM流式套接字 SOCK_DGRAM数据报套接字 SOCK_RAW原始套接字 protocol协议 默认为0 返回值 成功返回文件描述符 失败返回-1 2. sendto
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen); 功能利用套接字向指定地址发送数据信息 参数 sockfd套接字文件描述符 buf发送数据空间首地址 len发送数据的长度 flags属性默认为0 dest_addr目的地址信息存放的空间首地址 addrlen目的地址的长度
struct sockaddr_in {sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */in_port_t sin_port; /* port in network byte order */struct in_addr sin_addr; /* internet address */
};/* Internet address. */
struct in_addr {uint32_t s_addr; /* address in network byte order */
}; 返回值 成功返回实际发送字节数 失败返回-1 3. inet_addr
in_addr_t inet_addr(const char *cp); 功能将字符串IP地址转换为内存中的IP地址 4. htons
uint16_t htons(uint16_t hostshort); 功能将本地字节序转换为网络的大端字节序 练习 1. 编写程序实现从终端接收字符串发送给windows软件调试助手并接收软件助手的回复显示在终端屏幕上
#include head.hint main(void)
{int sockfd 0;ssize_t nsize 0;char tmpbuff[1024] {0};struct sockaddr_in recvaddr;sockfd socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(sockfd -1){perror(fail to socket);return -1;}gets(tmpbuff);recvaddr.sin_family AF_INET;recvaddr.sin_port htons(50000);recvaddr.sin_addr.s_addr inet_addr(192.168.1.162);bind(sockfd, (struct sockaddr *)recvaddr, sizeof(recvaddr));nsize sendto(sockfd, tmpbuff, strlen(tmpbuff), 0, (struct sockaddr *)recvaddr, sizeof(recvaddr));if(nsize -1){perror(fail to sendto);return -1;}printf(成功发送 %ld 字节\n, nsize);memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));nsize recvfrom(sockfd, tmpbuff, sizeof(tmpbuff), 0, (struct sockaddr *)recvaddr, (socklen_t *)sizeof(recvaddr));printf(%s\n,tmpbuff);close(sockfd);return 0;
} 2. 收端 1. recvfrom
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen); 功能从套接字中接收数据 参数 sockfd套接字文件描述符 buf存放数据空间首地址 flags属性默认为0 src_addr存放IP地址信息的空间首地址 addlen存放接收到IP地址大小空间的首地址 返回值 成功返回实际接收字节数 失败返回-1 2. 修改虚拟机到桥接模式 点击“虚拟机” 点击“设置” 点击“网络适配器” 选择“桥接模式” 点击“确定” 3. 将网卡桥接到无线网卡 点击“编辑” 点击“虚拟网络编辑器” 点击“更改设置” 4. 在Ubuntu中重启网络服务
sudo /etc/init.d/networking restart 5. 通过ifconfig查看虚拟机IP地址 6. bind
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen); 功能在套接字上绑定一个IP地址和端口号 参数 sockfd套接字文件描述符 addr绑定IP地址空间首地址 addrlen绑定IP地址的长度 返回值 成功返回0 失败返回-1 3. UDP需要注意的细节点 1. UDP是无连接发端退出收端没有任何影响 2. UDP发送数据上限最好不要超过1500个字节 3. UDP是不安全不可靠的连续且快速的传输数据容易产生数据丢失 4. wireshark 可以通过wireshark抓包工具来查看收发的数据 操作流程 1. 打开wireshark
sudo wireshark 2. 选择抓取数据包的网卡any 3. 执行通信的代码 4. 停止通信 5. 设定过滤条件 ip.addr IP地址 通过IP地址查找 udp 通过传输方式udp查找 tcp 通过传输方式tcp查找 udp.port 端口号通过端口号查找 5. UDP包头长度8个字节 源端口号2个字节 目的端口号2个字节 长度2个字节 检验和2个字节 练习 要求在不同主机中编写两个程序实现全双工聊天功能 1. 进入软件后接收当前用户的昵称 2. 显示的格式为对方用户昵称 (对方IP对方端口) 接收到的内容 3. 用户输入“.quit”退出聊天 4. 网络通信时收发结构体
struct person
{char name[32];char text[512];
};
#include head.hint sockfd 0;
ssize_t nsize 0;
struct sockaddr_in tmpaddr;
struct sockaddr_in sendaddr;
socklen_t addrlen sizeof(tmpaddr);struct person
{char name[32];char text[512];
};pthread_t tid_recv;
pthread_t tid_send;void *RecvInfo(void *arg)
{struct person user;while(1){memset(user, 0, sizeof(user));nsize recvfrom(sockfd, user, sizeof(user), 0, (struct sockaddr *)tmpaddr, addrlen);if(nsize -1){perror(fail to recvfrom);return NULL;}printf(%s %s : %d %s\n, user.name, inet_ntoa(tmpaddr.sin_addr), ntohs(tmpaddr.sin_port), user.text);if(!strcmp(user.text, .quit)){break;}}pthread_cancel(tid_send);return NULL;
}void *SendInfo(void *arg)
{struct person user;while(1){memset(user, 0, sizeof(user));scanf(%s, user.name);scanf(%s, user.text);nsize sendto(sockfd, user, sizeof(user), 0, (struct sockaddr *)sendaddr, sizeof(sendaddr));if(nsize -1){perror(fail to sendto);return NULL;}printf(success send %ld byte\n, nsize);if(!strcmp(user.text, .quit)){break;}}pthread_cancel(tid_recv);return NULL;
}int main(void)
{struct sockaddr_in recvaddr;sockfd socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(sockfd -1){perror(fail to socket);return -1;}recvaddr.sin_family AF_INET;recvaddr.sin_port htons(30000);recvaddr.sin_addr.s_addr inet_addr(192.168.1.153);bind(sockfd, (struct sockaddr *)recvaddr, sizeof(recvaddr));sendaddr.sin_family AF_INET;sendaddr.sin_port htons(30000);sendaddr.sin_addr.s_addr inet_addr(192.168.1.152);pthread_create(tid_recv, NULL, RecvInfo, NULL);pthread_create(tid_send, NULL, SendInfo, NULL);pthread_join(tid_recv, NULL);pthread_join(tid_send, NULL);close(sockfd);return 0;}
