TCP/IP编程基本知识
[TOC]
网络定义
TCP协议分为两个不同的协议
TCP：用来检测网络传输中差错的传输控制协议
IP：专门负责对不同网络进行互联都的互联网协议
分层思想
每一层实现不同的功能，对上层的数据做同名传输
OSI模型
七层
应用层
各种应用程序协议：HTTP、FTP、SMTP、POP3
表示层
信息的语法语义以及他们的关联，如加密解密、转换翻译、压缩解压缩
会话层
不同机器上的用户之间建立及管理回话
传输层
接受上一层的数据，在必要的时候把数据进行分割，并将这些数据交给网络层并且保证这些数据段有效到达对端。
网络层
控制子网的运行，如逻辑编制、分组传输、路由选择
数据链路层
物理寻址，同事将原始比特流转变为罗技传输线路
物理层
机械、电子、电视接口通信信道上原始比特流传输
四层
应用层
Telnet，FTP，HTTP，DNS，SMTP
传输层
TCP和UDP
网络层
IP，ICMP，IGMP
网络接口和物理层
以太网，令牌环网，FDDI
协议解释
网络接口与物理层
MAC地址：48位全球唯一，网络设备的身份标识
ARP/RARP：
ARP：地址解析协议，IP地址解析成MAC地址
RARP：MAC地址解析成IP地址
PPP协议
拨号协议（GPRS/3G/4G），从有线发展成无线
网络层
IP协议：身为IPV4和IPV6协议
ICMP：Internet控制管理协议，ping命令属于ICMP
IGMP：Internet分组管理协议，广播、组播
传输层
TCP：传输控制协议，提供面相连接的，一对一的可靠数据传输协议（即数据无误、数据无丢失、数据无失序，数据无重复）
UDP：用户数据报协议，提供不可靠，无连接的尽力传输协议（实时性好于TCP，不需要进行连接，可以进行高效率的数据传输）
SCTP：流控制传输协议，TCP增强版，能实现多主机、多链路的通信
应用层
网页访问协议：HTTP/HTTPS
邮件发送接收协议：POP3（收）/SMTP（发）、IMAP
文件传输：FTP
远程登录：Telnet/SSH
Telnet：明文传输
SSH：加密传输
嵌入式相关
网络时钟协议：NTP
简单网络管理协议（实现对网络设备集中式管理）：SNMP
用传输音视频的协议（安防监控）：RTP/RTSP（基于TCP与UDP共通实现）
编程
socket编程
Socket是一个应用编程接口
是一种特特殊的文件描述符（可执行IO操作，比如read（），write（），close（））
不仅限于TCP/IP
面向链接（TCP/IP）
无链接（UDP，IPX）
代表网络的一种资源
Socket类型
流式套接字
唯一对应TCP
提供一个面向链接，可靠的数据传输服务，数据误差错，无重复，且按发送数据接收。内设置流量控制，避免数据流淹没慢的接收方。数据被看作时字流，无长度限制
数据报套接字
唯一对应UDP
提供五连接服务，数据包已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
对应多个协议，发送穿透了传输层
可以对较低层次协议直接访问，如IP/ICMP
IP地址
分类
IPV4：采用32位整数表示
IPV6：采用128位整数表示
mobileIPV6：local IP-本地注册的IP，roam IP-漫游IP
IPV4
形式
点分形式：192.168.1.201
32位整数形式
特殊IP地址
局域网：192.XXX.XXX.XXX；10.XXX.XXX.XXX
广播IP：xxx.xxx.xxx.255；255.255.255.255（全网广播）
组播IP：224.XXX.XXX.XXX~239.XXX.XXX.XXX
IP地址转换函数:
inet_addr()
in_addr_t inet_addr(const char *cp)
参数：
cp：点分形式的IP地址，结果时32位（内部包含了字节序的转换，默认时网络自己序模式）
特点
仅适用于IPv4
出错时返回-1
不能用于255.255.255.255的转换
#include <arpa/inet.h>
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);
特点
适用于IPv4和IPv6
能正确处理255.255.255.255（-1）的转换
参数
成功返回1，出错返回0，或-1
af：地址协议族（AF_INET或AF_INET6）
src：源IP的指针[点分形式]
dst：转换结果
int inet_ntop(int af, const char *src, char *dst, socklen_t size);
特点
成功返回非空的指针，失败返回NULL
适用于IPv4和IPv6
能正确处理255.255.255.255(-1)的转换
参数
af：地址协议组（AF_INET或AF_INET6）
src：源IP的指针[32位网络字节序IP地址]
dst：转换结果给到dst[点分形式的IP地址，主要指IPv4]
大低高网（大端低地址存高字节，网络字节序为大端）
端口号
16位数字，1-65535
预留端口，1-1023
FTP：21
SSH：22
HTTP：80
HTTPS：469
保留端口，1024-5000
可使用的5000-65535
TCP端口和UDP的端口相互独立
字节序
定义
不同的CPU访问内存中的多字节数据的时候，存在大小端的问题
如果CPU访问的是字符串，则不存在大小端的问题
小端模式
低对低
低序字节存储在低地址
x86 / ARM
大端模式
高对低
高序字节存储在低地址
PowerPC / MIPS / ARM作为路由器
本地字节序（HBO-Host Byte Order）
与所使用的处理器有关
网络字节序（NBO-Network Byte Order）
必为大端字节序
转换函数
主机字节序到网络字节序
u_long htonl(u_long hostlong)
u_short htons(u_short short)
网络字节序到主机字节序
u_long ntohl(u_long hostlong)
u_short ntols(u_short short)
