1.15io网络

news2025/7/17 8:34:48

子网掩码

1.由于对于一个网络下面的主机号还是很庞大，为了进一步划分网络，我们可以将主机号再次进行划分为两部分，分别是网段号和主机号

2.此时就引入的子网掩码的概念

3. 在引入子网掩码后，IP = 网络号 + 子网号 + 主机号

4.子网掩码：用于ip地址的三级划分，划分时，用户可以选择划分，也可以不划分，如果不划分，就使用默认的子网掩码

定义格式：与IP地址一样长的32位整数，由一串连续的1和一串连续的0组成

默认子网掩码：1的个数与ip地址中网络号的个数保持一致，0的个数与ip地址中主机号的个数保持一致

默认子网掩码

C类网络：

192.168.125.161 ---> 11111111 111111111 11111111 000000000 ----> 255.255.255.0

A类网络：

58.1.2.3 ---> 11111111 000000000 00000000 00000000 ----->255.0.0.0

B类网络：

150.1.2.3 ---> 11111111 11111111 00000000 00000000 ----> 255.255.0.0

D类网络和E类网络没有子网掩码

5.子网掩码的使用：ip地址 & 子网掩码 ==> 子网网段

以192.168.125.161为例，子网掩码为255.255.255.0

11000000 10101000 01111101 10100001

& 11111111 11111111 11111111 00000000 ——————————————————————————————————————

11000000 10101000 01111101 00000000 --->192.168.125.0 子网网段

6.特殊的网络

当前网络：网络加主机号为0的ip地址，例如：192.168.125.0

广播地址：网络号加主机号为255的ip地址，例如：192.168.125.255

网关地址：网络号加主机号为1的ip地址，例如：192.168.125.1

端口号（重要）

1. 端口号是能够实现网络端对端的通信

2. 是主机中某个进程的标识，由于某个进程关闭后，再打开，pid会不断更改，所以，在启动一个进程时，可以指定端口号，标识该进程

3. 端口号是一个2字节的无符号整数，取值范围[0,65545]

4. 端口号的分类：

众所周知的端口号：

0~1023端口编程时候不要使用，是那些”VIP“应用程序占了

TCP 21端口：FTP文件传输服务

TCP 23端口：TELNET终端仿真服务

TCP 25端口：SMTP简单邮件传输服务

TCP 110端口：POP3邮局协议版本3

TCP 80端口：HTTP超文本传输服务

TCP 443端口：HTTPS加密超文本传输服务

UDP 53端口：DNS域名解析服务

UDP 69端口：TFTP文件传输服务

TCP和UDP的端口号是相互独立的

可以使用的：1024~49151，就是我们平时编写服务器使用的端口号

临时端口号：49152~65535，这部分是客户端运行时候动态选择的

域名解析

由于使用IP地址来指定计算机不方便人们记忆，且输入时候容易出错，用字符标识网络种计算机名称方法。

这种命名方法就像每个人的名字，这就是域名（Domian Name）

套接字

概念

1> 最早的套接字也是跟消息队列、共享内存、管道一样，只能实现同一主机之间的多个进程间的通信

2> 随着tcp/ip协议族的出现，使得消息能够穿过网卡设备，在网络中进行传输

3> 套接字通信使用的是套接字文件，也是一种特殊的文件，bcd-lsp中的s说的就是该文件

4> socket这个函数，用于创建一个套接字文件，套接字文件的通信原理如下所示

socket函数介绍

#include <sys/types.h> /* See NOTES */

#include <sys/socket.h>

int socket(int domain, int type, int protocol);

功能：创建一个用于通信的端点，并返回该通信对应的文件描述符，描述符使用最小未分配原则

参数1：通信域对应的协议族 AF_UNIX, AF_LOCAL Local communication（本地通信） unix(7) man 7 unix可以查看相信信息 AF_INET IPv4 Internet protocols（IPv4通信） ip(7) man 7 ip可以查看相信信息 AF_INET6 IPv6 Internet protocols（IPv6通信） ipv6(7) man 7 ipv6可以查看相信信息

参数2：指定通信语义，理解成传输方式 SOCK_STREAM 提供支持TCP通信 SOCK_DGRAM 提供支持UDP通信 SOCK_RAW 通过原始的套接字通信

参数3：通信协议，如果参数2指定了确定的通信方式，该参数填0即可如果不确定通信方式，可用的参数有： TCP：IPPROTO_TCP UDP:IPPROTO_UDP

返回值：成功返回套接字文件描述符，失败返回-1并置位错误码

基于TCP的基本通信

通信流程

服务器端相关API

1> 创建套接字：该套接字用于接收客户端的连接请求使用，并不是用于通信的套接字

2> bind绑定端口号和IP地址

struct sockaddr_in

{

        sa_family_t sin_family;

        /* address family: AF_INET */ 通信域

        in_port_t sin_port; /* port in network byte order */ 端口号，网络字节序

        struct in_addr sin_addr; /* internet address */ 网络地址，是一个结构体

};

struct in_addr {

         uint32_t s_addr; /* address in network byte order */ IP地址，网络字节序

};

#include <sys/types.h> /* See NOTES */

#include <sys/socket.h>

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

功能：给指定的套接字文件描述符绑定IP地址和端口号

参数1：要绑定的套接字文件描述符

参数2：地址信息结构体，包含了通信域、IP地址、端口号

参数3：参数2的大小

返回值：成功返回0，失败返回-1并置位错误码

3> listen设置监听

#include <sys/types.h> /* See NOTES */

#include <sys/socket.h>

int listen(int sockfd, int backlog);

功能：将套接字文件描述符设置成监听状态，以监听客户端的连接请求

参数1：服务器套接字文件描述符

参数2：挂起队列的长度，当该队列长度满时，其他连接的客户端将会报错，一般设置为128

返回值：成功返回0，失败返回-1并置位错误码

4> accept阻塞等待客户端连接请求

#include <sys/types.h> /* See NOTES */

#include <sys/socket.h>

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

功能：阻塞接收客户端的连接请求，并给该客户端创建一个新的用于通信的套接字

参数1：用于连接的套接字文件描述符

参数2：用于接收客户端的地址信息的结构体指针，如果不愿意接收，填NULL即可

参数3：接收客户端的地址信息的长度，是一个指针，也需要传递变量的地址

返回值：成功返回一个用于通信的套接字文件描述符失败返回-1并置位错误码

5> 数据收发函数：send、recv

#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

功能：向套接字文件描述符中发送数据参数1：要发送的套接字文件描述符参数2：要发送数据的起始地址参数3：要发送数据的大小参数4：标识是否阻塞

0：表示阻塞 MSG_DONTWAIT:表示非阻塞

返回值：成功返回发送的字节个数，失败返回-1并置位错误码

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

功能：从给的的套接字文件描述符中读取数据参数1；要读取的套接字文件描述符参数2：读取数据的容器地址参数3：读取的大小

参数4：标识是否阻塞 0：表示阻塞 MSG_DONTWAIT:表示非阻塞

返回值： >0:表示接收的字符的个数 =0：表示对方已经退出 =-1：出错，置位错误码