一、网络通信的基本概念
1、TCP和UDP的区别
TCP（Transmission Control Protocol）：传输控制协议，面向连接的服务（类似打电话），安全、可靠（三次握手、响应+重传、四次挥手），速度相对较慢，一般应用在对安全性、完整性有严格要求的场景：文件传输（ftp）、SMTP、HTTP
三次握手：
A要知道，A能到B,B能到A
B要也要知道，A能到B，B能到A
A 你听得到吗 -> B(此时B知道了A能到B)
（A能到B且B能到A）A <- 我能听到，你叫 B
A 我也能听到-> B（此时B知道了B也能到A）
四次挥手：
目的是保证关闭前发送完所有未发送的数据包（应用层已经交给底层了，但底层还没有完全发送出去）。
A 发送关闭请求 -> B
A <- 发送请求相应 B
B检查 是否有未发送完成的数据
<- 可以关闭 B
A 发送关闭消息-> B
UDP（User Datagram Protocol）：用户数据报文协议，面向无连接的服务（发短信）0，不保证安全、可靠，但大多数情况下是可靠的，相对较快，流媒体（在线视频、音频）。
2、消息流
应用层->表示层->会话层->网络层->传输层->数据链路层->物理层->数据链路层->传输层->网络层
->会话层->表示层->应用层
3、消息包
当socket收到一个要发送的数据时，会先把数据进行拆分成bit流，然后再组成（防丢失）数据包（可能会丢包）。
二、套接字
socket是一种接口机制，可以让程序无论使用什么端口、协议、都可以从socket进出数据，它负责了进程与协议之间的连接。
1、编程模型
点对点（p2p）：一对一通信
客户机/服务器（C/S）：一对多通信
2、函数
int socket(int domain, int type, int protocol);
功能：创建socket描述符，可以把socket当作文件来看待，发送数据就是写文件，接收数据就是读文件。
domain:地址类型
AF_UNIX/AF_LOCAL/AF_FILE 本地通信（进程间通信）
AF_INET 基本32IP地址通信，IPv4 Internet protocols
AF_INET6 基本128IP地址通信，IPv6，IPv6 Internet protocols
type:通信协议
SOCK_STREAM 数据流协议，TCP
SOCK_DGRAM 数据报协议，UDP
protocol：特别通信协议，给0即可。
返回值：socket描述符，类似文件描述符
3、通信地址
注意：函数接口定义的是sockaddr，而实际提供的是sockaddr_un或sockaddr_in
struct socketaddr{
sa_family_t sa_family;
char sa_data[14];
}
struct sockaddr_un {
__SOCKADDR_COMMON(sun_); /* AF_UNIX */地址类型 参看domain参数
char sun_path[108]; /* pathname */socket文件的路径
};
struct sockaddr_in{
__SOCKADDR_COMMON(sin_);
in_port_t sin_port; // 端口号 大端字节序 参看联合
struct in_addr sin_addr // ip地址 大端4字节整数
}
struct in_addr{
in_addr_t s_addr; //
}
4、绑定
socket描述符与物理通信载体（网卡或socket文件）绑定在一起。
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
sockfd：socket描述符：socket函数的返回值
addr：通信地址结构体，实际给的是sockaddr_un或sockaddr_in，需要强制类型转换。
addrlen：通信地址结构体类型的字节数，使用sizeof计算。
5、连接
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
sockfd：socket描述符
addr：通信目标地址
addrlen：通信地址结构体类型的字节数，使用sizeof计算。
返回值：在不同的编程模型下返回值意义不同，在本地通信
返回加0，失败返回-1。
6、数据接收与发送：read/write
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
recv／send与read/write功能一样，flags多了是否阻塞的功能（0阻塞，1不阻塞）。
7、关闭套接字：close
如果是网络通信，端口号并不会立即回收，大概会占用3分钟左右。
8、字节序转换
#include <arpa/inet.h>
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
功能：把32位本机字节序转换成32位的网络字节序
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
功能：把16位本机字节序转换成16位的网络字节序
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
功能：把32位网络字节序转换成32位的本机字节序
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
功能：把16位网络字节序转换成16位的本机字节序
9、ip地址转换
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
功能：把点分十进制的ip地址（字符串）转换成32位无符号整数，使用指针获取。
in_addr_t inet_addr(const char *cp);
功能：把点分十进制的ip地址（字符串）转换成32位无符号整数，使用返回值直接返回。
char *inet_ntoa(struct in_addr in);
功能：32位无符号整数表示的ip地址，转换成点分十进制的ip地址（字符串）。
10、本地通信编程模型
进程A 进程B
创建套接字（AF_LOCAL） 创建套接字（AF_LOCAL）
准备地址（sockaddr_un） 准备地址（sockaddr_un）
绑定（自己的socket/地址） 连接（connect，连接进程A的地址）
接收数据 发送数据
关闭套接字
三、基于TCP协议的C/S模型
int listen(int sockfd, int backlog);
功能：设置等待连接的最大数量
sockfd:被监听的socket描述符
backlog:等待连接的最大数量（排队的数量）
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
功能：等待连接sockfd连接
addr：获取连接的地址
addrlen：设置连接地址结构体的长度
返回值：专门用于通信的描述符
编程模型：
Server Client
创建socket套接字 创建socket套接字
准备地址（sockaddr_in,本机地址） 准备地址（服务器地址）
绑定（bind） 。。。
监听（listen） 。。。
等待连接（accept、fork） 连接（connect）
接收请求(read/recv) 发送请求（write/send）
响应请求(write/send) 接收响应（read/recv)
关闭(close) 关闭（close）
四、基于UDP协议的C/S模型
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
功能：UDP协议专用的数据发送函数
sockfd：套接字描述符
buf：待发送的缓冲区首地址
len：待发送的数据字节数
flags：0阻塞，1不阻塞
dest_addr：目标计算机地址（发送）
addrlen：地址结构体的字节数
返回值：成功发送的字节数
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
功能：UDP协议专用的数据接收函数
sockfd：套接字描述符
buf：数据存储位置
len：最大接收字节数
flags：0阻塞，1不阻塞
src_addr：获取发送者的地址
addrlen：设置地址结构体的字节数
返回值：成功接收的字节数。
编程模型：
Server Client
创建套接字（socket） 创建套接字（socket）
准备地址（本机地址sockaddr_in） 准备地址（目标机地址sockaddr_in）
绑定（bind（sockfd+addr）） 。。。
接收请求（recvfrom） 发送请求（sendto）
响应请求（sendto） 接收响应（recvfrom）
关闭套接字（close） 关闭套接字（close）
注意：从服务器到客户端返回的路线是UDP协议自己设计的。
