1.基本概念
网络程序和普通程序最大的区别是，网络程序是由两个部分组成的，即客户端和服客户端的由务器端。网络程序是先服务器程序启动，等待客户端的程序运行并建立连接，一般来说，服务器的程序在一个端口上监听，直到有一个客户端的程序发来请求。
1.1 OSI模型
OSI模型是国际互联网标准化组织所定义的，目的是为了使网络的各个层次有标准。
OSI模型共7个层次：
（1）物理层：硬件连接的接口
（2）数据链路层：负责实现通信信道的无差错传输，提供数据帧、差错控制、流量控制和链路控制等功能。
（3）网络层：负责将数据正确迅速地从源主机传送到目的主机，其功能主要有寻址以及相关的流量控制和拥塞控制等。
（4）传输层：为上层处理过程掩盖下层结构的细节，保证把会话层的信息有效地传输到另一方的会话层
（5）会话层：提供服务请求者和提供者之间的通信，用以实现两端主机之间的会话管理、传输同步和活动管理等
（6）表示层：主要功能是实现信息转换
（7）应用层：为用户提供常用的应用
1.2 常用命令
- netstat
命令netstat用于网络的连接、路由器和接口统计等网络的信息
常用命令：netstat -an：用于显示详细的网络状态 - telnet
命令telnet是用来远程控制的程序，可以用该程序来调试用户的服务端程序
1.3 网络地址
网络地址是终端在整个网络中的唯一标识，
1.4 IP设置项
- IP地址：机器的唯一识别的网络地址
- 网络广播地址
- 子网掩码：用于——屏蔽IP网络的一部分、区分网络标识和主机标识、识别子网
- 网关：用于访问外网
- MAC地址：网卡的物理地址
1.5 端口
网络地址用来识别哪一台机器；端口用于识别一台机器的哪一个程序
端口分类：
- 公认端口：端口号为0~1023
- 注册端口：端口号为1024~49151
- 动态端口：端口号为49152~65535
2.TCP/IP协议
TCP/IP：传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通信协议
2.1 整体架构概述
TCP/IP 实际上一个协同工作的通信家族，为网络数据通信提供通路。为讨论方便可TCP/IP 协议组大体上分为三部分：
- Internet 协议（IP）
- 传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）
- 处于 TCP 和 UDP 之上的一组应用协议。它们包括：TELNET，文件传送协议（FTP），域名服务（DNS）和简单的邮件传送程序（SMTP）等
2.2 IP协议
IP主要有以下四个主要功能：
- 数据传送
- 寻址
- 路由选择
- 数据报文的分段
IP的主要目的
为数据输入/输出网络提供基本算法，为高层协议提供无连接的传送服务。
2.3 IP构成
IP包由IP协议头与协议数据两部分构成。
2.4 TCP协议
TCP是重要的传输层协议，目的是允许数据同网络上的其他节点进行可靠的交换。它能提供端口编号的译码，以识别主机的应用程序，而且完成数据的可靠传输
TCP 协议具有严格的内装差错检验算法确保数据的完整性。
TCP 是面向字节的顺序协议，这意味着包内的每个字节被分配一个顺序编号，并分配给每包一个顺序编号。
基于TCP连接的建立
2.5 UDP协议
UDP也是传输层协议，它是无连接的，不可靠的传输服务。
当接收数据时它不向发送方提供确认信息，它不提供输入包的顺序，如果出现丢失包或重份包的情况，也不会向发送方发出差错报文。
由于它执行功能时具有较低的开销，因而执行速度比TCP快。
基于UDP协议连接的建立
3.Linux网络编程
Linux中的网络编程通过Socket(套接字)接口实现，Socket是一种文件描述符
3.1 类型
套接字socket有三种类型：
- 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,它使用数据报协议UDP。
- 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的测试等
3.2 函数使用
进行Socket编程
常用函数:
- socket()
创建一个socket(套接字)。
- bind()
用于绑定IP地址和端口号到socket。
- connect()
该函数用于绑定之后的client端，与服务器建立连接。
操作函数：
- listen()
设置能处理的最大连接要求，Listen()并未开始接收连线，只是设置socket为listen模式。
- accept()
用来接受socket连接。
- Send()
发送数据
- Recv()
接收数据
4.服务器模型
在网络程序里面,一般来说都是许多客户对应一个服务器，为了处理客户的请求, 对服务端的程序就提出了特殊的要求。目前最常用的服务器模型有：
循环服务器:服务器在同一个时刻只可以响应一个客户端的请求并发服务器:服务器在同一个时刻可以响应多个客户端的请求
4.1 UDP循环服务器
UDP循环服务器的实现方法:
UDP服务器每次从套接字上读取一个客户端的请求->处理->然后将结果返回给客户机。
socket(...); bind(...); while(1) { recvfrom(...); process(...); sendto(...); }
因为UDP是非面向连接的,没有一个客户端可以老是占住服务端， 服务器对于每一个客户机的请求总是能够满足。
4.2 TCP循环服务器
TCP服务器接受一个客户端的连接,然后处理,完成了这个客户的所有请求后,断开连接。算法如下:
socket(...); bind(...); listen(...); while(1) { accept(...); process(...); close(...); }
TCP循环服务器一次只能处理一个客户端的请求。只有在这个客户的所有请求都满足后, 服务器才可以继续后面的请求。这样如果有一个客户端占住服务器不放时,其它的客户机都不能工作了，因此,TCP服务器一般很少用循环服务器模型的。
4.3 TCP并发服务器
并发服务器的思想是每一个客户机的请求并不由服务器直接处理,而是由服务器创建一个 子进程来处理。算法如下:
socket(...); bind(...); listen(...); while(1) { accept(...); if(fork(..)==0) { process(...); close(...); exit(...); } close(...); }
TCP并发服务器可以解决TCP循环服务器客户机独占服务器的情况。但同时也带来了问题：为了响应客户的请求,服务器要创建子进程来处理，而创建子进程是一种非常消耗资源的操作。
5.多路复用IO
1.设置要监控的文件
2.调用Select开始监控
3.判断文件是否发生变化
阻塞函数在完成其指定的任务以前不允许程序继续向下执行。
例如：当服务器运行到accept语句时，而没有客户请求连接，服务器就会停止在accept语句上等待连接请求的到来。这种情况称为阻塞（blocking）
而非阻塞操作则可以立即完成。
例如，如果你希望服务器仅仅检查是否有客户在等待连接，有就接受连接，否则就继续做其他事情，则可以通过使用select系统调用来实现。
除此之外，select还可以同时监视多个套接字 。
int select(int maxfd, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fe_set *exceptfds, const struct timeval *timeout)
- Maxfd: 文件描述符的范围，比待检的最大文件描述符大1
- Readfds:被读监控的文件描述符集
- Writefds:被写监控的文件描述符集
- Exceptfds:被异常监控的文件描述符集
- Timeout:定时器
系统提供了4个宏对描述符集进行操作：
#include <sys/select.h> void FD_SET(int fd, fd_set *fdset) void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset) void FD_ZERO(fd_set *fdset) void FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset)
宏FD_SET将文件描述符fd添加到文件描述符集fdset中；
宏FD_CLR从文件描述符集fdset中清除文件描述符fd；
宏FD_ZERO清空文件描述符集fdset；
在调用select后使用FD_ISSET来检测文件描述符集fdset中的文件fd发生了变化。
实例：
FD_ZERO(&fds); //清空集合 sock1 = socket(……); sock2 = socket(……); bind(sock1,…); bind(sock2,…); listen(sock1,…); listen(sock1,…); FD_SET(sock1,&fds); //设置描述符 FD_SET(sock2,&fds); //设置描述符 maxfdp=(sock1>sock2?sock1:sock2) + 1； switch(select(maxfdp,&fds,NULL,NULL,&timeout)) case -1: exit(-1);break; //select错误，退出程序 case 0:break; default: if(FD_ISSET(sock1,&fds)) //测试sock1是否可读 accpet(sock1,…)
