网络编程(TCP+网络模型)

admin2024-09-06  25

【1】TCP

初版服务器

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

int main(int argc, char const *argv[])
{
    char buf[128] = {0};
    int ret;
    // 1.创建套接字(socket)---------------》有手机
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("socket err");
        return -1;
    }
    printf("sockfd:%d\n", sockfd); // 3
    // 2.指定网络信息---------------------------》有号码
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;                         // IPV4
    saddr.sin_port = htons(8888);                       // 端口号
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.50.13"); // 虚拟机IP
    // 3.绑定套接字(bind)------------------》绑定手机(插卡)
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("bind err");
        return -1;
    }
    printf("bind ok\n");
    // 4.监听套接字(listen)-----------------》待机
    if (listen(sockfd, 6) < 0)
    {
        perror("listen err");
        return -1;
    }
    printf("listen ok\n");
    // 5.接收客户端连接连接请求(accept)--》接电话
    // tcp服务器一共有两类文件描述符,一类用于连接,一类用于通信
    // socket函数返回值:用于连接的文件描述符
    // accept函数返回值:用于通信的文件描述符
    int acceptfd = accept(sockfd, NULL, NULL);
    if (acceptfd < 0)
    {
        perror("accept err");
        return -1;
    }
    printf("acceptfd:%d\n", acceptfd);

    // 6.接收、发送数据(recv send)---》通话
    while (1)
    {
        // read/write()
        ret = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);
        if (ret < 0)
        {
            perror("recv err");
            return -1;
        }
        else if (ret == 0)
        {
            printf("client exit\n");
            break;
        }
        else
        {
            printf("buf:%s\n", buf);
            memset(buf, 0, sizeof(buf));
        }
    }
    // 7.关闭套接字(close)-----------------》挂电话
    close(acceptfd);
    close(sockfd);

    return 0;
}

初版客户端

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

int main(int argc, char const *argv[])
{
    char buf[128] = {0};
    // 1.创建套接字(socket)------------》有手机
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("socket err");
        return -1;
    }
    printf("sockfd:%d\n", sockfd);
    // 2.指定(服务器)网络信息--------》有对方的号码
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(8888);
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.50.13");
    // 3.连接(connect)-------------------》拨打电话
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("connect err");
        return -1;
    }
    printf("connect okk\n");
    // 4.接收发送消息(recv send)---》通话
    while (1)
    {
        fgets(buf, sizeof(buf), stdin);

        // write(sockfd, buf, sizeof(buf));
        send(sockfd, buf, sizeof(buf), 0);
    }
    // 5.关闭套接字(close)------------》挂电话
    close(sockfd);
    return 0;
}

练习

1.客户端连接成功后进入循环发送状态,从终端获取用户输入并发送,当用户输入“quit”字符后退出循环并关闭客户端

网络编程(TCP+网络模型),第1张

2.客户端输入quit退出后,服务器不退出,等待下一个客户端连接

循环服务器:一个服务器可以连接多个客户端,但是不能同时连接

网络编程(TCP+网络模型),第2张

3.地址和端口都通过参数传入

服务器网络编程(TCP+网络模型),第3张

客户端

网络编程(TCP+网络模型),第4张

4.自动获取本机地址0.0.0.0

网络编程(TCP+网络模型),第5张

5.增加来电显示功能:显示客户端连入的地址

网络编程(TCP+网络模型),第6张

客户端可以固定端口号,加bind,bind只起到一个固定端口号和IP的作用

终版服务器

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

int main(int argc, char const *argv[])
{
    char buf[128] = {0};
    int ret,acceptfd;
    // 1.创建套接字(socket)---------------》有手机
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("socket err");
        return -1;
    }
    printf("sockfd:%d\n", sockfd); // 3
    // 2.指定网络信息---------------------------》有号码
    struct sockaddr_in saddr,caddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;                         // IPV4
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));                       // 端口号
    //saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.50.13"); // 虚拟机IP
    //saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    int len=sizeof(caddr);
    // 3.绑定套接字(bind)------------------》绑定手机(插卡)
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("bind err");
        return -1;
    }
    printf("bind ok\n");
    // 4.监听套接字(listen)-----------------》待机
    if (listen(sockfd, 6) < 0)
    {
        perror("listen err");
        return -1;
    }
    printf("listen ok\n");
    // 5.接收客户端连接连接请求(accept)--》接电话
    // tcp服务器一共有两类文件描述符,一类用于连接,一类用于通信
    // socket函数返回值:用于连接的文件描述符
    // accept函数返回值:用于通信的文件描述符
    while (1)
    {

        acceptfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len);
        if (acceptfd < 0)
        {
            perror("accept err");
            return -1;
        }
        printf("port:%d ip:%s\n",ntohs(caddr.sin_port),inet_ntoa(caddr.sin_addr));
        printf("acceptfd:%d\n", acceptfd);

        // 6.接收、发送数据(recv send)---》通话
        while (1)
        {
            // read/write()
            ret = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);
            if (ret < 0)
            {
                perror("recv err");
                return -1;
            }
            else if (ret == 0)
            {
                printf("client exit\n");
                break;
            }
            else
            {
                printf("buf:%s\n", buf);
                memset(buf, 0, sizeof(buf));
            }
        }
        // 7.关闭套接字(close)-----------------》挂电话
        close(acceptfd);
    }
    close(sockfd);

    return 0;
}

终版客户端

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

int main(int argc, char const *argv[])
{
    char buf[128] = {0};
    // 1.创建套接字(socket)------------》有手机
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("socket err");
        return -1;
    }
    printf("sockfd:%d\n", sockfd);
    // 2.指定(服务器)网络信息--------》有对方的号码
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    // 3.连接(connect)-------------------》拨打电话
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("connect err");
        return -1;
    }
    printf("connect okk\n");
    // 4.接收发送消息(recv send)---》通话
    while (1)
    {
        fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
        if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n')
            buf[strlen(buf) - 1] = ';'if
        ( !strcmp(buf,"quit" ))break
            ;// write(sockfd, buf, sizeof(buf));
        send
        (sockfd, buf,sizeof (buf),0 );}
    // 5.关闭套接字(close)------------》挂电话
    close
    (sockfd);return
    0 ;}
【2】网络模型

网络的体系结构

网络采用

分而治之的方法设计,将网络的功能划分为不同的模块,以分层的形式有机组合在一起。每层实现不同的功能,其内部实现方法对外部其他层次来说是透明的。

每层向上层提供服务,同时使用下层提供的服务网络体系结构即指网络的层次结构和每层所使用协议的集合

两类非常重要的体系结构:OSI与TCP/IP

OSI模型---了解-----ISO国际标准化组织

OSI模型是网络编程(TCP+网络模型),第7张

最理想的模型应用层

指定特定应用的协议,文件传输,文件管理,电子邮件等。表示层

确保一个系统应用层发送的消息可以被另一个系统的应用层读取,编码转换,数据解析,管理数据加密,解密;会话层

通信管理,负责建立或者断开通信连接传输层:

端口号,数据传输到具体那个进程程序(端到端)网络层

路由器中是有算法的,ip,(主机到主机)(路由的转发)链路层

格式变为帧(把数据分成包,一帧一帧的数据进行发送)物理层:

传输的是bit流(0与1一样的数据),物理信号,没有格式TCP/IP模型---规范

应用层

网络编程(TCP+网络模型),第8张

:应用协议和应用程序的集合传输层

:决定数据交给机器的哪个任务(进程)去处理,通过端口寻址进程一定有进程号,不一定有端口号,端口号只有在进行网络通信才有

网络层

:提供设备到设备的传输,可以理解为通过IP寻址机器网络接口和物理层

:屏蔽硬件差异(驱动),向上层提供统一的操作接口。OSI和TCP/IP模型对应关系图

常见的网络协议

网络编程(TCP+网络模型),第9张

网络接口和物理层:

ppp:拨号协议(老式电话线上网方式)

ARP:地址解析协议 IP-->MAC

RARP:反向地址转换协议 MAC-->IP

网络层:

IP(IPV4/IPV6):网间互连的协议

ICMP:网络控制管理协议,ping命令使用

IGMP:网络分组管理协议,广播和组播使用

传输层:

TCP:传输控制协议

UDP:用户数据报协议

应用层:

SSH:加密协议

telnet:远程登录协议

FTP:文件传输协议

HTTP:超文本传输协议

DNS:域名解析协议

SMTP/POP3:邮件传输协议

DNS:概念

由于使用IP地址来指定计算机不方便人们记忆,且输入时候容易出错,用字符标识网络中计算机名称方法。

这种命名方法就像每个人的名字,这就是域名(Domian Name )

域名服务器(Domain Name server):用来处理IP地址和域名之间的转换。

域名系统(Domain Name System,DNS):域名翻译成IP地址的软件DNS

域名结构

例如域名 www.baidu.com.cn 从右向左看

cn为高级域名,也叫一级域名,它通常分配给主干节点,取值为国家名,cn代表中国

com为网络名,属于二级域名,它通常表示组织或部门

中国互联网二级域名共40个,edu表示教育部门,com表示商业部门,gov表示政府,军队mil等等

baidu为机构名,在此为三级域名,表示百度

www:万维网world wide web,也叫环球信息网,是一种特殊的信息结构框架。

DNS工作流程

网络编程(TCP+网络模型),第10张

DNS黑客技术

网络编程(TCP+网络模型),第11张

网络调试命令

网络编程(TCP+网络模型),第12张

ping:测试网络连通性(ICMP)

作为平时网络连通检测使用最多的命令,它的作用主要为:

用来检测网络的连通情况和分析网络速度;

根据域名得到服务器IP;

根据ping返回的TTL值来判断对方所使用的操作系统及数据包经过路由器数量。字节

网络编程(TCP+网络模型),第13张

:数据包大小,也就是字节。时间

:响应时间,这个时间越小,说明你连接这个地址速度越快。TTL

:Time To Live,从源到目的,每经过一个路由器,TTL减1,当TTL=0,包丢掉netstat

netstat是控制台命令,是一个监控TCP/IP网络的非常有用的工具,它可以显示路由表、实际的网络连接以及每一个网络接口设备的状态信息。Netstat用于显示与IP、TCP、UDP相关的统计数据,一般用于检验本机各端口的网络连接情况。

作用:测试网络状态

netstat -a  //查看所有网络状态
netstat -at  //查看tcp所有网络状态
netstat -au //查看udp所有网络状态
netstat -l //查看处于监听状态的链接
netstat -lt //查看处于监听状态的链接tcp
netstat -lu //查看处于监听状态的链接udp
netstat -lx //查看处于监听状态的链接unix
Dos(拒绝式服务)攻击?(了解)

网络编程(TCP+网络模型),第14张

DOS:即Denial Of Service,拒绝服务的缩写,拒绝服务,DOS攻击即攻击者想办法让目标机器停止提供服务或资源访问,这些资源包括磁盘空间、内存、进程甚至网络带宽,从而阻止正常用户的访问。

要对服务器实施拒绝服务攻击,主要有以下两种方法
:①迫使服务器的缓冲区满,不接收新的请求; 
②使用IP欺骗,迫使服务器把合法用户的连接复位,影响合法用户的连接,这也是DoS攻击实施的基本思想。
为便于理解,以下介绍一个简单的DoS攻击基本过程:攻击者先向受害者发送大量带有虚假地址的请求,受害者发送回复信息后等待回传信息。由于是伪造地址,所以受害者一直等不到回传信息,分配给这次请求的资源就始终不被释放。当受害者等待一定时间后,连接会因超时被切断,此时攻击者会再度传送一批伪地址的新请求,这样反复进行直至受害者资源被耗尽,最终导致受害者系统瘫痪。
TCP/UDP

UDP TCP 协议相同点:

都存在于传输层,全双工通信TCP:全双工通信、面向连接、可靠

TCP(即传输控制协议):是一种

面向连接的传输层协议,它能提供高可靠性通信(即数据无误、数据无丢失、数据无失序、数据无重复到达的通信)。高可靠原因:

1. 三次握手、四次挥手

2.序列号和应答机制

3.超时,错误重传机制

4.拥塞控制、流量控制(滑动窗口)

适用场景

适合于对传输质量要求较高的通信

在需要可靠数据传输的场合,通常使用TCP协议

MSN/QQ等即时通讯软件的用户

登录账户管理相关的功能通常采用TCP协议UDP:全双工通信、面向无连接、不可靠

UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议,是

不可靠的无连接的协议。在数据发送前,因为不需要进行连接,所以可以进行高效率的数据传输适用场景

发送小尺寸数据(如对DNS服务器进行IP地址查询时)

适合于广播/组播式通信中。

MSN/QQ/Skype等即时通讯软件的点对点文本通讯以及音视频通讯通常采用UDP协议

【3】实现FTP功能

粘包模拟

核心原理:客户端连接服务器后,向服务器发送一个文件。文件名可以通过参数指定,服务器端接收客户端传来的文件(文件名随意),如果文件不存在自动创建文件,如果文件存在,那么清空文件然后写入。FTP项目功能介绍:

均有服务器和客户端代码,基于

TCP写的。在同一路径下,将客户端可执行代码复制到其他的路径下,接下来在不同的路径下运行服务器和客户端。

相当于另外一台电脑在访问服务器。

客户端和服务器链接成功后出现以下提示:四个功能

***************

list**************//列出服务器所在目录下的普通文件名***********

put filename**********//从客户端所在路径上传文件***********

get filename**********//从服务器所在路径下载文件**************

quit***************//退出(可只退出客户端,服务器等待下一个客户端链接)编写思路:

list

客户端输入list------list发送给服务器-------接收list---判断是否为list----》目录操作(循环读目录文件)--------判断是否为普通文件-----如果是普通文件就发送给客户端------发送一个结束“end”的标志----------》客户端循环接收普通文件打印到终端显示put filename

客户端输入put文件名 ---put文件名 发送给服务器---接收put 文件名---判断是否为put- ----(cp:源文件再客户端所在路径下,目标文件在服务器所在路径下)客户端循环读源文件发送给服务器,服务器循环接收写到目标文件里--------发送一个结束“end”的标志接收大小与发送大小一致

网络编程(TCP+网络模型),第15张

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