Linux系统编程——网络
一、TCP/UDP
1、osi模型
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层（下层为上层提供服务）
2、TCP/IP模型（TCP/IP协议栈）
应用层：
HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、DNS、DHCP
传输层：
TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报）
网络层：
IP（互联网协议）、ICMP（互联网控制消息协议）ARP（ip->mac）RARP(mac->ip)
接口层：以太网协议....
3、常见的协议
DNS：域名解析
DHCP：动态主机配置协议，功能：自动分配IP地址
4、 ip地址
IP地址 == 网络位 + 主机位（ip地址的前三组是网络地址，第四组是主机地址）
有A B C D E 类五类地址
5、网络接口
套接字：用于网络通信的一组接口函数（文件描述符）
ip+port（地址+端口）：地址用来识别主机，端口用来识别进程
端口号范围：1-65535
网络设备是大端存储，计算机设备是小端存储
6、udp特性（发不会阻塞，收会阻塞）
1. 无连接
不需要维护繁杂网络状态。网络开销小。通信双方通信过程，无法知道对方进程关闭。如果需要告知，需要发信息通知。 （每次发数据，链路发完自动释放，下次发会选择新的链路）
2. 不可靠，
传输数据的过程中，会有丢包。但是实时性好。适用直播 视频传输，音频传输。3、数据报：数据间有边界，收发次数需要对应
【很容易实现一对多 、可以组播，广播】
7、UDP：客户端-服务端
8、网络模型
C/S：专用客户端，标准协议，自定义协议，功能复杂，大部分资源都在客户端（和本地客户端打交道）
B/S：通用客户端，超文本协议，功能相对较弱，资源都在服务器，（和浏览器打交道）
p2p模型：（peer to peer）用于直播，下载工具
9、TCP：传输控制协议（相当于打电话）特性：
1、有链接（一次会话中，链接会一直保持。如果一个断开，另外一方可以感知)，
2、可靠：应答，超时重传
3、流式套接字：（有顺序、发送和接受的次数不需要对应，发的太快会出现写阻塞，数据之间没有边界）
注意：
数据之间没有边界会导致数据的黏包（接收收到数据后，无法正常解析）
1.协商边界
2.固定大小
3.自定义协议
10、TCP：客户端-服务端
重点代码：网络编程——聊天程序实现-CSDN博客
11、三次握手，四次挥手
三次握手：
客户端-->SYN（请求连接），c_num-->服务器
服务器-->SYN/ACK，s_num-->客户端
客户端-->ACK-->服务器
四次挥手：
客户端--> FIN（断开连接）/ACK -->服务器
服务器--> ACK -->客户端
服务器-->FIN/ACK-->客户端
客户端-->ACK-->服务器
二、HTTP相关
1、网络协议头和工具
协议头（数据的封包和拆包）
客户端，从应用层发hello，经过传输层加tcp，网络层加ip，接口层加ip，变成一帧数据（mtu，最大传输单元1500字节,，分片？），经过互联网，到服务器逐层拆包，到服务器应用层输出hello.
- MAC（以太网V2帧格式）：目地址，源地址，ip数据报
- IP（20个字节大小）：ip flags(x d（能不能分片）m（是不是最后一片）)，TTL（生存时间：默认值64，每经过一个网络节点ttl减1，数字减为0则不再继续传递）
- TCP（20个字节大小）：标志位（urg，ack，psh（抓包时：没有标准协议就找push，有标准协议就找相关协议），pst，syn，fin？），window（滑动窗口）
（UDP，8个字节大小）
2、网络测试工具：
telnet/ssh2：远程登录工具
netstat -anp/ping/arp：常用命令
wireshark：网络抓包工具
tcpdump：命令行抓包工具
3、万维网
统一资源定位符URL，标志万维网的各种文档（相当于网页链接）
HTTP的URL的一般形式：
http://<主机>:<端口>/<路径>
超文本传送协议HTTP，使用TCP可靠传输（加s就是加密传输）
超文本标记语言HTML
4、HTTP操作过程：
- 客户端与服务器建立连接（三次握手）
- 客户端发送请求报文
- 服务器收到请求，发送响应报文+加对应数据
- 断开连接（四次挥手）
5、HTTP报文结构
请求报文：
第一行：方法（get/post）+URL+HTTP版本号+回车换行\r\n
首部行：状态说明信息（键值对）
实体：请求实体（一般为空）
响应报文
三、多路IO复用（服务器和多客户端）
1、定义：单线程或单进程同时监测若干个文件描述符是否可以执行IO操作的能力
（进线程消耗资源，多路IO复用用最少的资源解决更多的事）
2、IO模型：
1、阻塞IO 闲等待（不占cpu等待）：有名管道
2、非阻塞IO 忙等待（占着cpu等待）
3、信号驱动IO
4、并行模型 （进程/线程，相对多路IO比较消耗系统资源）
5、IO多路复用（可以处理单进程或单线程中，多个阻塞）
3、 fctnl设置非阻塞
//将fd置为非阻塞模式
int flag = fcntl(fd,F_GETFL,0);
fcntl(fd,F_SETFL,flag|O_NONBLOCK);//将标准输入（0）也设置为非阻塞模式。
flag = fcntl(0,F_GETFL,0);
fcntl(0,F_SETFL,flag|O_NONBLOCK);
4、fctnl设置信号驱动（代码运行和系统版本相关）（了解即可）
//把设备设置为信号驱动的方式
int flag = fcntl(fd,F_GETFL,0);
fcntl(fd,F_SETFL,flag|O_ASYNC);
//设置接收sigio信号的进程
fcntl(fd,F_SETOWN,getpid());
5、IO多路复用：由操作系统提供的对IO事件进行检测的机制 (select,poll,epoll)
6、select函数实现多路IO复用（轮询方法）
创建集合(fd_set)
把文件描述符放进集合(FD_SET)
select轮询扫描，（返回值：有几个就是有几个描述符准备好）
找到对应的fd，进行读写操作（FD_LSSET）
清除读写标志位
注意点：
select最多检测1024fd
select在检测fd的方式是轮询的方式
select在找对应fd时，需要在原始集合（就绪和未就绪的在一个集合）找
7、epoll函数实现多路IO复用（主动上报）
创建集合 （epoll_create）
把文件描述符放进集合(epoll_ctl)
调用epoll_wait等待读写事件的到来，并把就绪fd存入就绪集合（rev）
在rev集合找到对应的fd，进行读写操作
注意点：
不限制文件描述符的限制
监听的性能不会随监听描述符增加而下降
epoll在rev集合（只有就绪fd）中找
使用共享内存的方式（不需要用户和内核反复进行复制）