《TCP/IP网络编程》第3章笔记&代码&注释

IP(网络协议Internet Protocol)：为了收发网络数据而给计算机分配的值。

端口号：为了区分程序中创建的套接字而分配给套接字的序号。

网络地址

IPv4 4字节地址族（目前主要使用）
IPv6 16字节地址族（为了应对IP地址耗尽而提出的标准，但现在仍未普及）

IPv4

IPv4标准的4字节地址分为网络地址和主机（计算机）地址，且分为A,B,C,D,E类型，E类为已预约地址一般不会使用。

	1字节	1字节	1字节	1字节	首字节范围
A类	网络ID	主机ID	主机ID	主机ID	0~127：1.0.0.1—126.155.255.254
B类	网络ID	网络ID	网络ID	主机ID	128~191：128.0.0.1—191.255.255.254
C类	网络ID	网络ID	网络ID	主机ID	192~223：192.0.0.1—223.255.255.254
D类	网络ID	网络ID	网络ID	网络ID	(D类不分网络和主机地址，前四位固定为1110) 224.0.0.1—239.255.255.254

端口号（port）

端口号用于区分套接字：当数据传输到主机上时，但计算机并不知道数据用于哪一个程序（如何分配套接字）。

端口号由16为组成，可分配端口号为0~65535，但0~1023位知名端口号，一般不使用。

TCP与UDP不会共用端口号：TCP使用了2333端口，UDP仍可使用2333端口，但其他TCP套接字就不可以使用2333端口。

数据传输

浏览IP地址的网络地址 → 将数据传到该网络地址的路由器 → 路由器接收数据后，根据主机地址寻找目标计算机 → 计算机收到数据后，根据端口号将数据进行分配

地址信息的表示

SOCKADDR_IN servAddr;//windows
struct sockaddr_in serv_addr;//Linux
......
bind(ServerSock,(SOCKADDR*)&servAddr,sizeof(servAddr));//windows
bind(serv_sock,(struct sockaddr *)&serv_addr,sizeof(serv_addr));//Linux

在使用bind()填写地址信息可以看到，servAddr是SOCKADDR_IN数据类型，在SOCKADDR_IN内，他保存了：

//Linux
struct sockaddr_in {
    short            sin_family;       // 2 bytes e.g. AF_INET, AF_INET6
    unsigned short   sin_port;    // 2 bytes e.g. htons(3490)
    struct in_addr   sin_addr;     // 4 bytes see struct in_addr, below
    char             sin_zero[8];     // 8 bytes zero this if you want to use
};

sockaddr用其余14个字节来表示sa_data，而sockaddr_in把14个字节拆分成sin_port, sin_addr和sin_zero.

sockaddr和sockaddr_in包含的数据都是一样的，但他们在使用上有区别：程序员不应操作sockaddr，sockaddr是给操作系统用的，因此我们会在向bind()传参时，对SOCKADDR_IN（sockaddr_in）进行强制类型转换。

网络字节序

大端序高位字节存放到低位地址
小端序高位字节存放到高位地址

当数据传输并进行解析后，因为计算机布偶听的字节序会导致不同的情况：

00000000 00000000 00000000 00000001（大端序）

00000001 00000000 00000000 00000000 （小端序）

字节序转换

unsigned short htons(unsigned short);
unsigned short ntohs(unsigned short);
unsigned short htonl(unsigned long);
unsigned short ntohl(unsigned long);

从函数名称理解，如：htonl→ 将long整型数据主机字节序（host）转换为网络字节序

为了保证数据的准确传输与解析，必须保证收发机器都为相同的大端序（或将数据进行转换处理）

htons(),htonl()函数（windows）

这两个函数在Linux上并无区别：

unsigned short host_port= 0x1234;
unsigned short net_port;
unsigned long host_addr=0x12345678;
unsigned long net_addr;
//.....
net_port=htons(host_port);//net_port=0x3412
net_addr=htonl(host_addr);//net_addr=0x78563412;

inet_addr()函数(wiodows)

const char* addr="127.212.124.78";
unsigned long conv_addr=inet_addr(addr);//0x4e7cd47f

函数将IP地址转换为32位整数型，且可以检测无效的IP地址。

inet_ntoa()函数(wiodows)

struct sockaddr_in addr
char* strPtr;

addr.sin_addr.s_addr=htonl(0x1020304);
strPtr = inet_ntoa(addr.sin_addr);//1.2.3.4

将一个32位网络字节序的二进制IP地址转换成相应的点分十进制的IP地址（返回点分十进制的字符串在静态内存中的指针）。

代码：

https://github.com/ChristmasError/TCP-IP-Network-programming/tree/master/%E7%AC%AC%E4%B8%89%E7%AB%A0%20%E5%9F%BA%E4%BA%8Ewindows%E7%9A%84%E5%AE%9E%E7%8E%B0

网络地址初始化

//windows
#define ser_port 8888
SOCKADDR_IN servAddr;
char *ser_ip="211.217.168.13"
memset(&servAddr, 0, sizeof(servAddr));
servAddr.sin_family = AF_INET;//地址族 IPv4
servAddr.sin_addr.s_addr = htonl(ser_ip);//基于字符串的IP地址初始化
servAddr.sin_port = htons(ser_port);//基于整形数据的端口号初始化

以上代码是windows内常见的网络地址初始化方法。

INADDR_ANY

//....
servAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
//....

在对ip地址初始化，我们可以使用INADDR_ANY,采用这种方式，会自动获取运行服务器端的计算机的IP地址而不必自己输入，优先考虑这种方式（除非客户端中带有一部分服务器端功能）。

在这里， 127.0.0.1是回送地址（loopback address），指计算机自身的IP地址，第一章中，服务器端和客户端在同一机器上运行，因此都为127.0.0.1。