【从零开始的嵌入式生活】网络编程1——网络基础

简介: 【从零开始的嵌入式生活】网络编程1——网络基础

文章目录

网络发展历史和分层

internet的历史

网络的体系结构

网络各层协议

网络接口与物理层

网络层(IP层)

传输层

应用层

网络的封包和拆包

一些预备知识

SOCKET

基础知识

类型

IP地址

IPV4地址

特殊IP地址

端口号

字节序

IP地址转换函数:

in_addr_t inet_addr(const char *cp);

inet_pton()/inet_ntop()

写在最后

网络发展历史和分层

internet的历史

1.DARPA提出“资源共享计算机网络”,目的在于让DARPA的所有电脑互联起来,即“阿帕网”,也就是Interne的最早雏形。

2.第一份TCP协议的出现,伴随着很多的问题,存在着 数据包丢失 不能有效的纠正的问题

TCP/IP协议分成了两个不同的协议:

TCP:用来检测网络传输中差错的传输控制协议(可靠传输)

IP:专门负责对不同网络进行互联的互联网协议(不可靠传输)

网络的体系结构

网络采用分层的思想:


1.每层实现不同的功能,对上层的数据做透明分层

2.每一层向上提供服务,同时使用下层提供的服务

上图表示的所有的分层,用的比较多的是右边的四层模型。

网络各层协议

网络接口与物理层

MAC地址:48位全球唯一,网络设备的身份标识

ARP/RARP:

ARP:IP地址⟶MAC地址

RARP:MAC地址⟶IP地址


PPP协议:ADSL、拨号协议(GPRS/3G/4G)


网络层(IP层)

IP地址

IP:Internet protocol(分为IPV4和IPV6)

ICMP:Internet控制管理协议,ping命令属于ICMP

IGMP:Internet分组管理协议,广播、组播


传输层

TCP:(Transfer Control protocol,传输控制协议)提供面向链接,一对一的可靠传输,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。

UDP:(user Datagram protocol,用户数据报协议):提供不可靠,无连接的尽力传输协议,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。

SCTP:是可靠传输,是TCP的增强版,能实现多主机,多链路的通信


应用层

网页访问协议:HTTP/HTTPS

邮件发送接收协议:POP3(收)/SMTP(发)、IMAP(可接收邮件的一部分)

文件传输:FTP

远程登录:Telnet、ssh

嵌入式相关:


NTP:网络时钟协议

SNMP:简单网络管理协议(实现对网络设备集中式管理)

RTP/RTSP:用传输音视频的协议(安防监控)

网络的封包和拆包


一些预备知识

SOCKET

基础知识

socket是一个编程的接口,是一种特殊的文件描述符(对它执行IO的操作函数,如read()、write()、close()等操作函数)给


socket代表网络编程的一种资源


类型

流式套接字(SOCK_STREAM):唯一对应TCP

提供了一个面向连接、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受。内设流量控制,避免数据流淹没慢的接收方。数据被看作字节流,无长度限制。

数据报套接字(SOCK_DGRAM):唯一对应UDP

提供无连接服务,数据包以独立数据包的形式被发送,不提供无差错保证,数据可能丢失或重复,顺序发送,可能乱序接收。

原始套接字(SOCK_RAM):对应多个协议,发送穿透了传输层

可以对较低层次协议如:IP、ICMP直接访问

IP地址

为了区分不同的计算机。


IPV4:采用32位的整数来表述

IPV6:采用128位整数表示

mobileIPV6:local IP(本地注册的IP),roam IP(漫游IP)

IPV4地址

点分形式:192.168.7.246

32位整数

特殊IP地址

局域网IP:192.xxx.xxx.xxx 、10.xxx.xxx.xxx

广播IP:xxx.xxx.xxx.255 、255.255.255.255(全网广播)

组播:224.xxx.xxx.xxx~249.xxx.xxx.xxx

端口号

为了区分一台主机接收到的数据包应该交给哪个任务进行处理,使用该端口号区分。TCP和UDP的端口相互独立

16位的数字(1-66535)


约定的端口:1~1023(FTP:21,SSH:22,HTTP:80,HTTPS:469)

保留端口:1024~5000(不建议使用)

可以使用:5001~66535

网络里面的通信时由IP地址+端口号来决定


字节序

字节序是指不同的CPU访问内存中的多字节数据的时候,存在大小端问题。

一般来说:


x86/ARM:小端

powerpc/mips:ARM作为路由器时,大端模式

网络传输的时候采用大端模式


本地字节序 网络字节序


主机字节到网络字节序


u_long_htonl(u_long hostlong);

u_short htons(u_short short);

网络字节序到主机字节序


u_long ntohl(u_long hostlong);

u_short ntohs(u_short short);

IP地址转换函数:

in_addr_t inet_addr(const char *cp);

cp:点分形式的IP地址,结果是32位整数(内部包含了字节序的转换,默认是网络字节序的模式)

特点:


仅适用于IPV4

当出错时,返回-1

不能表示255.255.255.255

inet_pton()/inet_ntop()

#include<arpa/inet.h>
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);


特点:


适应于IPV4和IPV6

能正确处理255.255.255.255的转换问题

参数:


af:地址协议族(AF_INET或AF_INET6)

src:是一个指针(点分形式的IP地址[主要是IPV4使用])

dst:转换的结果给到dst

写在最后

今天开始网络编程,这部分非常重要,所有文件我都放在了gitee哦,需要自取,我尽量一天一更,大家和我一起变强呀!最后三连即可提高学习效率!!!


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