IP地址
作用：在网络当中唯一标识一台主机
本质：IPV4：uint32_t 类型的值，最大的范围是 42 亿多，采用点分十进制来表示 IP 地址（例：172.16.99.129），每一个字节能表示的最大数据为 255
目的 IP 地址：标识数据去向
源 IP 地址：标识数据来向
IPV6：16个字节的整数，128 位的无符号整型数据，IPV6 天然不向下兼容 IPV4
port
作用：在一台主机当中标识一个进程
本质：uint16_t 端口的范围 0 - 65535，其中 0 - 1023 是知名端口，例：mysql – 3306，oracle – 1521
使用：网络当中的程序，通信的时候，都是需要使用端口进行通信
客户端：主动发起请求的一方，被称为客户端
服务端：被动的在固定位置上接受请求的一方是服务器
问题：为什么不使用 PID 作为请求与在主机当中查找进程的标准？
答案：由于进程的关闭和重启会导致每次的 PID 不一样，对用户访问造成了困扰
在网络程序当中存在两个端口
源端口：src_port，目的端口：dest_port
在网络程序当中的一条数据当中存在一个 5 元组
src_ip，src_port，dest_ip，dest_port，protocol（协议）
字节序
大端字节序：低地址存高位
小端字节序：低地址存低位
网络字节序：CPU 对内存当中的数据进行存取的顺序，网络的通信标准是大端字节序
主机字节序：当前计算机的字节序，一般情况下，x86_64 机器都是小端机器
大小端机器需要进行通信的时候，都是需要遵循网络字节序（大端字节序），小端字节序在网络通信时则需要进行大小端转换
uint32_t htonl(uint32_t hostlong); 将32位的主机字节序的数据转换成为网络字节序
h：host 主机
to：转换
n：network
l：32位的整型数据
uint32_t ntohl(uint32_t netlong); 将32位的网络字节序的数据转换成为主机字节序
uint16_t htonl(uint16_t hostlong); 将32位的主机字节序的数据转换成为网络字节序
uint16_t ntohl(uint16_t netlong); 将32位的网络字节序的数据转换成为主机字节序
传输层的两个协议
TCP(Transmission Control Protocol）传输控制协议
面向连接、可靠传输、字节流服务
UDP(User Datagram Protocol） 用户数据报协议
无连接、不可靠、面向数据报
UDP 套接字编程的流程
理解数据的缓冲区
UDP 编程的接口
- 创建套接字
int socket(int domain, int type, int protocol)
domain：地址域，传入的是协议的版本
网络层：AF_INEF --> ipv4 版本的 ip 协议
AF_INEF6 --> ipv6 版本的 ip 协议
type：套接字的类型
传输层：tcp / udp
SOCK_STREAM：流式套接字 --> 默认对应的协议：tcp，不支持 udp
SOCK_DGRAM：数据报套接字 --> 默认对应的协议：udp，不支持 tcp
protocol：协议类型
0：采用套接字对应的默认类型
IPPROTO_TCP --> 6
IPPROTO_UDP --> 17
返回值：返回套接字的操作句柄，其实就是一个文件描述符，一般称之为套接字描述符
- 绑定地址信息（客户端不推荐绑定地址信息）
int bind(int sockfd, const struct sockaddr* addr, socklen_t addrlen)
sockfd：套接字操作句柄，socket 函数的返回值
addr：
struct sockaddr
{
sa_family_t sa_family;//填充地址域的，当前协议版本，占两个字节
char sa_data[14];//填充地址信息，14个字节
//ipv4：port(2) + ip(4) + 填充信息(8)
}
ipv4 结构体
bind 函数可以兼容不同协议的地址信息，在使用 bind 函数的时候，进行强转就可以，sa_family_t 表示哪一个协议填充了地址类型，方便内核去解析后面的 14 个字节
问题：为什么要传入地址信息的长度？
答案：为了兼容地址信息的结构体长度已经超过了 sockaddr 定义的 16 个字节，例如：ipv6 版本的 ip 协议，单单是 ip 地址的长度就占 16 字节，把当前地址信息的长度传递给内核，内核在解析传入的地址信息的时候，就会按照传入的长度进行解析
- 发送数据
ssize_t sendto(int sockfd, const void* buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr* dest_addr, socklen_t addrlen);
sockfd：套接字的操作句柄
buf：要发送什么数据
len：数据的长度
flags：0：阻塞发送
dest_addr：目标主机的地址信息（目的 ip + 目的 port）
addrlen：地址信息长度
- 接收接口
ssize_t recvfrom(int sockfd, void* buf, size_t len, int flags, struct sockaddr* src_addr, socklen_t* addrlen);
sockfd：套接字的操作句柄
buf：从接收缓冲区拿到的数据存放位置
len：接收 buf 定义的最大长度，预留 \0 的位置
flags：0：阻塞接收
src_addr：源主机的地址信息（ip + port）
addrlen：地址信息长度，输入输出型参数，作为入参，指定传入源主机地址信息结构体的长度，作为出参，将实际的地址信息长度返回
- 关闭套接字
close(int sockfd);
TCP 套接字编程的流程
连接流程
TCP 编程的接口
- 监听接口
int listen(int sockfd, int backlog)
sockfd：指定套接字操作句柄
backlog：已完成连接队列的大小
同一时刻，服务端最大的并发连接数
监听的时候，一旦有新的连接到来，OS 会对新的连接分配一个 socket，进行 1 对 1 服务
- 接收连接
int accept(int sockfd, struct sockaddr* addr, socklen_t addrlen);
sockfd：侦听 socket
addr：客户端地址信息
addrlen：客户端地址信息的长度，输入输出型参数
返回值：返回的是操作系统内核创建的新的 socket 文件描述符
- 客户端的发起连接的接口
int connect(int sockfd, const sockaddr* addr, socklen_t addrlen)
sockfd：套接字描述符
addr：服务器的地址信息（当前客户端需要连接哪一个服务端的地址信息）
addlen：地址信息长度
- 发送数据
ssize_t send(int sockfd, void* buf, size_t len, int flags);
sockfd：accept函数返回的操作系统内核新创建的 socket 句柄
buf：要给对端发送什么数据
len：发送数据的长度
flags：0：阻塞发送
dest_addr：目标主机的地址信息（目的 ip + 目的 port）
addrlen：地址信息长度
- 接收接口
ssize_t recv(int sockfd, void* buf, size_t len, int flags);
sockfd：accept函数的返回值
buf：从接收缓冲区拿到的数据存放位置
len：接收 buf 定义的最大长度，预留 \0 的位置
flags：0：阻塞接收
MSG_PEEK：探测接收（不会将接收缓冲区当中的数据擦除，而是拷贝接收缓冲区的数据，接收缓冲区当中还是原有的数据）
- 关闭套接字
close(int sockfd);
