• 一、网络协议 UDP
  • UDP用户数据报协议：传输层
  • 网络编程模型
    • B/S模型：browser/server（浏览器/服务器）
      • 客户端是通用的客户端（浏览器）
      • 一般只做服务器开发
      • 客户端要加载的数据均来自服务器
    • C/S模型：client/server（客户端/服务端）
      • 客户端是一个专用的客户端
      • 服务器和客户端都需要开发
      • 客户端可保存资源，本地加载，无需所有数据都请求服务器
  • UDP编程流程
    • 套接字：文件描述符（网络通信时，应用层可操作的端口）
    • 发送端
      • socket：int socket(int domain, int type, int protocol
        • 功能：创建通信的套接字
        • 参数：
          • domain：网络层使用什么协议族
            • AF_INET: IPv4
            • AF_INET6:IPv6
          • type：规定传输层的协议
            • SOCK_DGRAM：UDP协议
            • SOCKSTREAM：TCP协议
            • SOCKRAW：原始套接字
          • protocol：0 按照默认协议方式创建
        • 返回值：成功：套接字；失败：-1
      • sendto：ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen)
        • 功能：向网络套接字发送数据
        • 参数：sockfd：套接字；buf：要发送的数据的首地址；len：要发送的字节数；flags：0：按照默认方式发送；dest_addr：接收方的地址信息（IP+端口号）；addrlen：接收方地址的大小
        • man 7 ip
        • 返回值：成功：实际发送的字节数；失败：-1
      • 网络字节序：大段
      • 主机字节序：小段
      • uint3 2_t htonl(uint32_t hostlong);主机转网络
      • uint1 6_t htons(uint16_t hostshort);主机转网络
      • uint3 2_t ntohl(uint32_t hostlong);网络转主机
      • uint1 6_t ntohs(uint16_t hostshort);网络转主机
      • in_addr_t inet _addr(const char *cp);
        • 功能：将字符串IP地址转换成二进制IP地址形式
      • char *inet _ntoa(struct in_addr in);
        • 功能：将二进制ip转换成字符串
    • 接收端
      • bind：int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr.socklen_t addrlen);
        • 功能：绑定自己的IP地址和端口号
        • 参数：sockfd：套接字；addr：需要绑定的地址；adlrlen：地址大小
        • 返回值：成功：0；失败：-1
      • recvfrom：ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen)
        • 功能：从套接字上接收数据
        • 参数：sockfd：套接字；buf：存放接收数据的内存首地址；len：希望接收的字节数；flags：0：按照默认方式接收（阻塞）；src_addr：发送方的地址信息；addrlen：发送发地址的指针
        • 返回值：成功：实际接收到的字节数；失败：-1
  • UDP特点
    • 面向数据包
    • 无需建立连接
    • 尽最大努力交付，不安全、不可靠（数据丢包、乱序）
    • 可实现一对一、一对多的传输
    • 机制简单，资源开销小，数据传输实时性高（VNC、直播）
  • 如何避免UDP丢包
    • 发送方以较慢的速度发送数据，让接收端有足够的时间处理数据
    • 模仿TCP的机制：应答机制
  • 抓包工具 wireshark
    • 网络抓包：抓取通过设备网卡的网络数据，从而调试和分析网络程序
    • 使用：
      • sudo wireshark启动抓包工具
      • 选取要抓取的网卡---》any
      • 选择一个过滤条件
      • 开始抓取
      • 进行一次网络通信
  • UDP报文头部 共8字节

• 源端口号：发送方网络进程端口号
• 目标端口号：接收方网络进程端口号
• 长度：UDP发送的报文的整体长度（UDP头部
• 二、网络协议 TCP
  • TCP特点
    • 面向数据流
    • 有链接（通信之前必须建立链接）
    • 安全可靠的传输机制
    • 机制复杂、网络资源开销大
    • 本质只能实现一对一的通信（使用TCP并发方式可实现一对多通信）
  • TCP三次握手和四次挥手机制
    • 三次握手
      • TCP建立连接时，需要进行三次握手，为了确保收发双方通信之前都已准备就绪
      • SYN：请求建立链接标志位
      • ACK：相应报文标志位
    • 四次挥手
      • TCP断开连接时，需要进行四次挥手，确保断开连接前双方都已通信结束
      • FIN：请求断开连接标志位
      • ACK：相应报文标志位
      • 服务端在发送ACK、FIN之间依然可以传输数据
  • TCP的编程流程
    • 发送端
      • connect ：int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen)
        • 功能：请求与服务端建立连接
        • 参数：sockfd：套接字；addr：要连接的服务端的地址信息；addrleqn：服务端地址大小
        • 返回值：成功：0；失败：-1
      • send ：ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags)
        • 功能：发送网络数据
        • 参数：sockfd：网络套接字；buf：要发送的数据首地址；len：发送的字节数；flags：0：按照默认方式发送
        • 返回值：成功：实际发送的字节数；失败：-1
    • 接收端
      • listen ：int listen(int sockfd, int backlog);
        • 功能：监听建立三次握手的客户端
        • 参数：sockfd：监听套接字；backlog：最大允许监听的客户端个数
        • 返回值：成功：0；失败：-1
      • accept ：int accept(int socket, struct sockaddr *restrict address,socklen_t *restrict address_len);
        • 功能：接收建立三次握手的客户端，并产生一个通讯套接字
        • 参数：socket：监听套接字；address：客户端的地址信息；addresslen：客户端地址长的指针
        • 返回值：成功：通讯套接字；失败：-1
      • recv ：ssize _t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
        • 功能：从网络套接字上接收数据
        • 参数：sockfd：通讯套接字；buf：存放接收数据的首地址；len：期望接收到的字节数；flag：0：默认方式接收（阻塞)
        • 返回值：成功：实际接收到的字节数；失败：-1；对方断开连接时：0
  • TCP粘包问题
    • 发送方应用层发送的多包数据，将来在接收方可能一次读到，多包数据产生了粘连
    • 原因：
      • 发送方速度较快，TCP底层可能对多包数据进行重新组帧
      • 接收方数据处理速度较慢，导致多包数据在接收缓冲区缓存，应用层读时，一次将多包数据读出
    • 解决方法
      • 调整发送速率
      • 发送指定大小，接收方接收指定大小（结构体）
        • 注意：跨平台之间的数据传输时，注意结构体对齐问题
      • 应用层为发送的数据增加分隔符，利用分隔符解析
      • 封装自定义数据帧格式进行发送（协议）