Socket

01 socket 字节序&地址转换函数&套接字类型

day01

本章目标

  • 什么是socket?
  • IPv4套接口地址结构
  • 网络字节序
  • 地址转换函数
  • 套接字类型

什么是socket?

socket可以看成是用户进程与内核网络协议栈的编程接口；

socket不仅可以用于本机的进程间通信，还可以用于网络上不同主机的进程通信。

套接口通信是全双工通信。

socket可以异构通信，通信双方的软件、硬件可以不同。

IPv4套接口地址结构

IPv4套接口地址结构通常也称为”网际套接字地址结构”，它以”sockaddr_in”命名，定义在头文件<netinet/in.h>中****

man 7 ip查看sockaddr_in结构体，sockaddr_in仅仅应用于IPv4地址结构

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struct sockaddr_in

{

>​		uint8_t sin_len;

>​		sa_family_t sin_family;

>​		in_port_t sin_port;

>​		struct in_addr sin_addr;

>​		char sin_zero[8];

>}

sin_len：整个sockaddr_in结构体的长度,在4.3BSD-Reno版本之前的第一个成员是sin_family；

sin_family：指定该地址家族，在这里必须设为AF_INET；

sin_port：端口；

sin_addr：IPv4的地址；

sin_zero：暂不使用，一般将其设置为0。

通用地址结构

通用地址结构用来指定套接字关联的地址，sockaddr可以应用于所有的协议的套接口

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>struct sockaddr

>{

>​	uint8_t sin_len;

>​	sa_family_t sin_family;

>​	char sa_data[14];

>}

sin_len：整个sockaddr结构体的长度；

sin_family：指定该地址家族；

sa_data：由sin_family决定它的形式。

网络字节序

https://www.cnblogs.com/gremount/p/8830707.html

  • 字节序

    • 大端字节序(Big Endian)

      最高有效位(MSB: Most Significant Bit)存储于最低内存地址处，最低有效位(LSB: Lowest Significant Bit)存储于最高内存地址处。

    • 小端字节序(Little Endian)

      最高有效位(MSB:Most Significant Bit)存储于最高内存地址处，最低有效位(LSB: Lowest Significant Bit)存储于最低内存地址处。

      假设有字节序0x12345678

内存地址 低地址 –> –> 高地址
大端字节序(0x) 12 34 56 78
小端字节序(0x) 78 56 34 12

  • 主机字节序

    不同的主机有不同的字节序，如x86为小端字节序，Motorola 6800为大端字节序，ARM字节序是可配置的。

  • 网络字节序

    网络字节序规定为大端字节序。

为什么有字节序

计算机电路先处理低位字节，效率比较高，因为计算都是从低位开始的。所以，计算机的内部处理都是小端字节序。但是，人类还是习惯读写大端字节序。所以，除了计算机的内部处理，其他的场合几乎都是大端字节序，比如网络传输和文件储存。

字节序转换函数

man 3 byteorder 查询字节序转换函数

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#include <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);//host to network long 四个字节

uint16_t htons(uint16_t hostshort);//host to network short 两个字节

uint32_t ntohl(uint32_t netlong);

uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

注：在上述的函数中，h 代表 host; n 代表 network; s 代表 short; l 代表 long

地址转换函数

man 3 inet 查询地址转换函数

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 #include <sys/socket.h>
 #include <netinet/in.h>
 #include <arpa/inet.h>

int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);

in_addr_t inet_network(const char *cp);//点分十进制的地址转化为32位无符号长整形

char *inet_ntoa(struct in_addr in);//32位无符号长整形转化位点分十进制

typedef uint32_t in_addr_t;
struct in_addr
{
	in_addr_t s_addr;
};

套接字类型

  • 流式套接字(SOCK_STREAM) —> TCP/IP协议

    提供面向连接的、可靠的数据传输服务，数据无差错，无重复的发送，且按发送顺序接收。

  • 数据报式套接字(SOCK_DGRAM)

    提供无连接服务，不提供无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。

  • 原始套接字(SOCK_RAW)

    跨越传输层，直接对IP层进行数据封装的套接字，通过原始套接字，将应用层的数据封装成IP 层能够认识的套接字。