大学生寒假在家过于无聊，整理一下以前学过的知识，顺便复习一下，水平较低，专业性差，仅供参考，不喜勿喷（反正也没人看）。快解封了呜呜呜呜。。。。

一、TCP/IP协议簇

（1）概念

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇，只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。

（2）组成

TCP/IP传输协议是严格来说是一个四层的体系结构，应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中。

应用层协议：TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 等等

传输层协议：TCP，UDP

网络层协议：IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP

数据链路层协议：SLIP，CSLIP，PPP，MTU

二、socket

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，我们只需要通过socket这个接口就可以了。

（1）socket概述

为了简化开发通信程序的工作，由Berkely学校开发了一套网络通信程序的API函数标准。

socket标准被扩展成window socket和unix socket。

linux中的网络编程通过socket接口实现。Socket既是一种特殊的IO，它也是一种文件描述符。一个完整的Socket 都有一个相关描述{协议，本地地址，本地端口，远程地址，远程端口}；每一个Socket 有一个本地的唯一Socket 号，由操作系统分配。

（2）socket分类

流式套接字（SOCK_STREAM）

流式的套接字可以提供可靠的、面向连接的通讯流。它使用了TCP协议。TCP 保证了数据传输的正确性和顺序性。

数据报套接字（SOCK_DGRAM）

数据报套接字定义了一种无连接的服务，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证可靠，无差错。使用数据报协议UDP协议。

原始套接字。

原始套接字允许对低层协议如IP或ICMP直接访问，主要用于新的网络协议实现的测试等。

（3）套接字地址结构

TCP/IP协议族中，网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机，而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。一下两个结构体中包含了这些必要的信息。

struct sockaddr
 {
	unsigned short sa_family; /* address族, AF_xxx */
	char sa_data[14]; 	  /* 14 bytes的协议地址 */
};

sa_family 一般来说， IPV4使用“AF_INET”。

sa_data 包含了一些远程电脑的地址、端口和套接字的数目，它里面的数据是杂溶在一起的。

struct sockaddr_in {
	short int sin_family; /* Internet地址族 */
	unsigned short int sin_port; /* 端口号 */
	struct in_addr sin_addr; /* Internet地址 */
	unsigned char sin_zero[8]; /* 添0（和struct sockaddr一样大小）*/
};

这两个数据类型是等效的，可以相互转换，通常使用sockaddr_in更为方便

（4）字节序列转换

因为每一个机器内部对变量的字节存储顺序不同（有的系统是高位在前，底位在后，而有的系统是底位在前，高位在后 )，而网络传输的数据大家是一定要统一顺序的。所以对与内部字节表示顺序和网络字节顺序不同的机器，就一定要对数据进行转换。

htons()——“Host to Network Short”

主机字节顺序转换为网络字节顺序（对无符号短型进行操作2bytes）

htonl()——“Host to Network Long”　

主机字节顺序转换为网络字节顺序（对无符号长型进行操作4bytes）

ntohs()——“Network to Host Short”

网络字节顺序转换为主机字节顺序（对无符号短型进行操作2bytes）

ntohl()——“Network to Host Long ”

网络字节顺序转换为主机字节顺序（对无符号长型进行操作4bytes）

（5）地址格式转换

linux提供将点分格式的地址转于长整型数之间的转换函数。

inet_addr()能够把一个用数字和点表示IP 地址的字符串转换成一个无符号长整型。

inet_ntoa()

inet_aton()

（6）基本调用

socket() bind() connect()

listen() accept() send()

recv() sendto()

recvfrom() close()

三、代码实例

服务器与客户端

服务器可以接收客户端的消息并且反馈给客户端

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>


using namespace std;


int main()//服务器
{

    //网络信息结构体
    struct sockaddr_in s_addr,c_addr;
    int len = sizeof(struct sockaddr_in);
    socklen_t  client_len= sizeof(struct sockaddr_in);
    //socket 标识符
    int socket_fd;

    //accept 标识符
    int accept_fd;
    /*
    参数1 协议族  iPv4  iPv6
    参数2 TCP/UDP
    参数3 默认0
    */
    socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (socket_fd < 0)
    {
        perror("socket error");
        return 0;
    }
    //需要使用协议族 AF_INET 表示 IPv4 地址 AF_INET6 表示 IPv6 地址
    s_addr.sin_family = AF_INET;
    //设置端口号 因为大小端的问题 字节顺序转换
    s_addr.sin_port = htons(10086);
    //IP 地址  INADDR_ANY泛指本机
    s_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;


    if (bind(socket_fd, (struct sockaddr*)&s_addr, len) < 0)//绑定
    {
        perror("bind error");
        return 0;
    }
    //第二个参数 服务器可以同时接收几个客户端
    if (listen(socket_fd, 10) < 0)
    {
        perror("listen error");
        return 0;
    }

    pid_t pid,ppid;
    char buffer[50];
    while (1)
    {
        if ((accept_fd = accept(socket_fd, (struct sockaddr*)&c_addr, &client_len)) == -1)
        {
            perror("accept error");
            exit(1);
        }
        else
        {
            send(accept_fd, "连接至服务器!", strlen("连接至服务器!"), 0);
        }
        printf("\n%s:%d 登录服务器!\n\n", inet_ntoa(c_addr.sin_addr), ntohs(c_addr.sin_port));

        ppid = fork();

        if (ppid == 0)//子进程 用于接收客户端的信息并发送反馈
        {
            int rec_size;
            pid = fork();    //再次创建子进程
            if (pid == 0) //子进程的子进程用于接收消息
            {
                while (true)
                {
                    bzero(buffer, sizeof(buffer));
                    if ((rec_size = recv(accept_fd, buffer, sizeof(buffer), 0)) == -1)
                    {
                        perror("接收客户端信息错误");
                    }
                    else if (rec_size != 0)
                    {
                        buffer[rec_size] = '\0';
                        printf("%s:%d said:%s\n", inet_ntoa(c_addr.sin_addr), ntohs(c_addr.sin_port), buffer);

                        if (send(accept_fd, buffer, rec_size, 0) == -1)//将客户端发送过来的消息发回给客户
                        {
                            perror("send error");
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
            else if(pid>0)
            {

            }
        }
        else if (ppid > 0)
        {
            close(accept_fd);
        }


    }

   
    return 0;
}

客户端可以发送消息给服务器并且服务器可以接收多个客户端

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>


using namespace std;

int main()
{
    //网络信息结构体
    struct sockaddr_in s_addr;
    int len = sizeof(struct sockaddr_in);
    //socket 标识符
    int client_fd;

 
    /*
    参数1 协议族  iPv4  iPv6
    参数2 TCP/UDP
    参数3 默认0
    */
    client_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (client_fd < 0)
    {
        perror("socket error");
        return 0;
    }
    //需要使用协议族
    s_addr.sin_family = AF_INET;
    //设置端口号 因为大小端的问题 字节顺序转换
    s_addr.sin_port = htons(10086);
    //IP 地址
    s_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.52.130");

    if (connect(client_fd,(struct sockaddr*)&s_addr, len) < 0)
    {
        perror("connect error");
        return 0;
    }
    char buffer[50];
    int num = 0;
    while (1)
    {
        bzero(buffer, sizeof(buffer));
        printf("\n开始 ...\n");
        if ((num = recv(client_fd, buffer, sizeof(buffer), 0)) == -1)
        {
            perror("recv");
            exit(1);
        }
        else if (num > 0)
        {
            int len, bytes_sent;
            buffer[num] = '\0';
            printf("收到: %s\n", buffer);
            printf("发送:");
            char msg[50] = { '\0'};
            scanf("%s", msg);
            //发送至服务器
            if (send(client_fd, msg, sizeof(msg), 0) == -1)
            {
                perror("send error");
            }
        }
        else
        {
            //numbytes=0，表示socket已断开
            printf("socket 结束!\n");
        }

    }

    close(client_fd);

   
    return 0;
}

【C++服务器入门基础------8.IPC进程间通信--socket】