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1. 端口号的作用 我们已经理解了什么是 IPIP 用于标识互联网上的每个设备。我们可以通过他将数据包能够从一个设备跨网络传输到另一个设备。但是数据发送到设备上还需要正确地被处理这才是目的吧  举个栗子大家平时也刷抖音吧我们所看到的视频就是抖音平台所跨网络传输给我们的数据但是有没有可能我们手机在刷抖音的同时还有其他程序也正在运行。那么数据是怎么正确地被抖音所接受的而不是其他程序。  每一个运行的程序以进程的方式存在于内存中所以抖音肯定也是。所以我们使用唯一的端口来标识内存中需要进行网络传输的进程当数据到达设备时就会根据端口号选择进程。
   
2. 再识端口号 端口号存在于传输层协议层 端口号是一个 2 字节 16 位的整数端口号用来 标识一个进程, 告诉操作系统, 当前的这个数据要交给哪一个进程来处理IP 地址 端口号 能够标识网络上的某一台主机的某一个进程一个端口号只能被一个进程占用 第三点大家如何理解呢一个 IP地址 标识的是网络是唯一的设备而 端口号 标识的是设备中唯一的一个进程两者一起就是标识 网络上的某一台主机的某一个进程。  所以实际上的网络传输不就是跨设备跨网络的进程间通信吗
3. 端口号的需求 服务端在运行时需要指定一个固定的端口号这样客户端才能根据你的 IP地址端口号 来找到需要进行通信的进程。但是端口号也不是随便取的是有要求的 0 - 1023: 知名端口号, HTTP, FTP, SSH 等这些广为使用的应用层协议, 他们的 端口号都是固定的.1024 - 65535: 操作系统动态分配的端口号. 客户端程序的端口号, 就是由操作 系统从这个范围分配的. 所以说我们只能在 1024 - 65535 进行选择。 客户端就稍显不同了客户端就不需要指定一个固定的端口号这又是为什么呢对于一个服务器来说他的设备上只是运行了他的业务程序而对于我们客户端来说我们的设备上可能同一时间运行着很多程序。如果每一个客户端都固定一个端口的话很 可能不同的客户端之间就会造成冲突所以为了避免这种情况每次运行时操作系统都会为客户端需要跨网络通信的程序自动分配一个端口 简单认识传输层协议 在传输层有很多协议不同的传输方式我们主要简单介绍两种 UDP TCP 在这里只是简单介绍在后面会详细原理。
4. UDP 协议 UDP协议 适用于 实时性要求较高、对数据可靠性 要求较低的应用场景如音频、视频传输流媒体、DNS解析、广播和多播等 UDP 是一种 无连接 的传输层协议提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。数据以数据报的形式独立发送不保证数据的可靠性、顺序性和完整性。UDP 协议开销小传输速度快适用于对实时性要求较高、对数据可靠性要求较低的应用场景。
   
5. TCP 协议 TCP协议 适用于对数据完整性、顺序性要求较高的应用场景如网页浏览HTTP、文件传输FTP、邮件传输SMTP等 TCP 是一种 面向连接的、可靠的、基于字节流 的传输层协议。在通信双方之间建立一个虚拟的连接然后在这个连接上进行数据的传输和控制。连接的建立和释放需要经过三次握手和四次挥手的过程。通过 序号、确认号、重传机制、校验 和等手段保证数据在传输过程中不会出现丢失、重复、乱序或错误的情况。
   
6. 总结 现在大家就需要简单理解为 UDP 是不可靠的数据传输可能会丢失部分信息而 TCP 是可靠的数据传输的完整性高。大家就会觉得那我以后肯定选后后面的呀因为他 可靠 嘛不是这样的可靠也是需要代价的需要你有稳定且高速的网络服务  协议的选择要看具体的场景就比如视频的传输就最好选在前者 所以你看视频的时候偶尔会卡一下但无关大雅传文件就选后者因为你需要你的文件是完好的文件如果传过来丢失一部分数据那还怎么看 网络字节序
7. 什么是网络字节序 大家知道一个概念叫做 大小端 吗大端机是指将数据的高位存储到内存的低地址而小端机是指将数据的低位存储到地址的低地址
   所以很可能你的设备是大端机而需要接受数据的设备是小端机为了解决这个问题提出了 网络字节序 TCP/IP协议 规定,网络数据流应采用 大端字节序即低地址高字节.不管这台主机是大端机还是小端机都会按照这个TCP/IP规定的网络字节序来发送 / 接收数据如果当前发送主机是小端,就需要先将数据转成大端;否则就忽略,直接发送即可
   
8. 相关接口 当然这个过程不需要我们自主实现已经存在相应的接口了 我们怎么来方便的记忆呢h 代表 host(主机) n 代表 network(网络)l 代表 longs 代表 short。我们现在随便选一个来解释就第三个吧代表 网络字节序转主机字节序32位。 sockaddr 结构 该结构体用于定义和存储 IPv4地址 以及相关的端口信息
   我们主要使用第二个结构体第三个是用于一个主机上的进程间通信那第一个是干嘛的呢这个结构体本身只提供了一个非常基础的框架不能进行跨网络通信或者是进程间通信但他在底层 提供一个统一的接口根据你第一个参数判断你的通信类型。这不就是 C语言 的多态吗 UDP 网络编程 在这个版本我们将使用 UDP协议 来进行网络编程我们将实现一个客户端用于发送信息服务端用于接收消息
9. Server 服务端 首先我们需要指定启动程序时需要指定 IP 端口 : int main(int argc, char* argvs[]) {if(argc ! 3){std::cout Usage: ./server ip port std::endl;exit(1);} }我们根据相应的内容来初始化 struct sockaddr_in 结构体的相关内容 // 初始化结构体字段 struct sockaddr_in address; address.sin_family AF_INET; // 网络通信 address.sin_addr.s_addr inet_addr(IP.c_str()); // 将点分十进制的字符串改为长整型 127.0.0.1 0x7F000001 address.sin_port htons(PORT); // 将端口号转化位网络字节序之后我们创建套接字文件我们的读取和发送数据都需要经过该文件 // AF_INET 代表网络通信 // SOCK_DGRAM 代表 UDP 协议 int sockfd socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd 0) {perror(socket:); }现在我们将套接字结构体和文件绑定代表该文件服务于指定端口 // 绑定socket到端口 int n bind(sockfd, (struct sockaddr)(address), sizeof(address)); if(n 0) {perror(bind:);exit(0); }接收消息处理函数稍微有点长但是思路是很简单的 // 不断地接受客户端的信息 char msg[1024]; struct sockaddr_in clientAddr; socklen_t len sizeof(clientAddr); while(true) {int n recvfrom(sockfd, msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr)(clientAddr), len); // 接收消息if(n 0){perror(recvfrom:);continue;}else if(n 0){std::cout Client Quit… std::endl;exit(0);}msg[n] \0;printf([%s:%s]# %s\n, inet_ntoa(clientAddr.sin_addr),ntohs(clientAddr.sin_port),msg); }首先我们定义一个缓冲区 msg 接收返回值之后通过 recvfrom 接受信息之所以还需要传入一个 clientAddr 的原因是因为这是发送方的信息你总得知道谁发给你打吧之后我们有三种情况 接受失败返回 -1 。我们等待一下发送客户端退出返回 0 。我们也退出成功接收返回发送的字符数 inet_ntoa 这个该函数是将 IP地址 转化为我们熟悉的字符串形式ntohs 将网络字节序的端口号转化为主机序列。
   
10. Client 客户端 客户端有很多步骤是和服务端类似的但是整体少简单因为 client 端口不需要用户指定OS 自动分配client 不需要显示的绑定自己的端口和 IP在首次向服务器发送信息时会自动绑定 所以我们直接先通过参数获取服务端的信息并初始化对应结构体 if(argc ! 3){std::cout Usage: ./server ip port std::endl;exit(1);}// 获取 IPstd::string IP argv[1];// 获取端口号uint16_t PORT std::stoi(argv[2]);// 初始化结构体字段struct sockaddr_in address;address.sin_family AF_INET; // 网络通信address.sin_addr.s_addr inet_addr(IP.c_str()); // 将点分十进制的字符串改为长整型 127.0.0.1 0x7F000001address.sin_port htons(PORT); // 将端口号转化位网络字节序现在我们还需要创建套接字文件 // AF_INET 代表网络通信// SOCK_DGRAM 代表 UDP 协议int sockfd socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(sockfd 0){perror(socket:);}我们客户端不需要显示绑定端口和 IP现在可以直接构造发送消息的逻辑 // 不断地向服务端发送信息 std::string msg; while(true) {std::cout Please Enter# ;std::cin msg;ssize_t n sendto(sockfd, msg.c_str(), msg.size(), 0, (struct sockaddr*)(address), sizeof(address));if(n 0){perror(sendto:);continue;} }3. 总结 其实很多时候服务端不需要指定 IP地址因为一个设备可能有很多 IP地址为了接受来自所有不同地址的请求我们会设置 address.sin_addr.s_addr INADDR_ANY; 这代表接受所有 本设备 IP地址 的请求处理数据。  我们在之前提到过 UDP 是一种 无连接 的传输层协议。怎么体现呢在这里我只是启动客户端程序不启动服务端然后发送消息 可以看到即使是服务器不在线我们依然能够发送消息 TCP 网络编程 我们将使用 TCP协议 来实现相同的功能
11. Server 服务端 前面的步骤都是一样的接受端口号初始化结构体字段但是在创建套接字文件时就需要更改一下选项了 // SOCK_STREAM 代表 TCP 协议 int sockfd socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(sockfd 0) {perror(socket:); } std::cout Successful create sockfd… std::endl;之后绑定也是一样的但是我们不能直接使用该套接字进行收发消息该文件用于监听查看是否有客户端的请求 // 监听第二个参数大家先不管后面理论会介绍 n listen(sockfd, 3); if(n 0) {perror(listen:);exit(1); } std::cout Successful listening… std::endl;监听之后当有链接请求发送时我们需要接受该请求系统会返回一个进行数据读写的文件描述符 // 连接 struct sockaddr_in ClientAddress; // 用于接收客户端的信息 int newsockfd accept(sockfd, (struct sockaddr)(ClientAddress), sizeof(ClientAddress)); if(newsockfd 0) {perror(connect:);exit(1); } std::cout Successful accept… std::endl;之后便是接受信息哪些步骤 // 不断地接受客户端的信息 char msg[1024]; while(true) {int n read(newsockfd, msg, sizeof(msg));if(n 0){perror(read);continue;}else if(n 0){std::cout Client Quit… std::endl;exit(0);}msg[n] \0;printf([%s:%d]# %s\n, inet_ntoa(ClientAddress.sin_addr),ntohs(ClientAddress.sin_port),msg); }2. Client 客户端 客户端的流程前面都一样获取 IP地址端口号以及初始化结构体字段创建套接字文件但是他需要一次连接请求 // 连接请求 int n connect(sockfd, (struct sockaddr)(address), sizeof(address)); if(n 0) {perror(connect:);exit(1); } std::cout Successful connect… std::endl;当连接成功时就可以正常的通信了 // 不断地向服务端发送信息 std::string msg; while(true) {std::cout Please Enter# ;std::cin msg;ssize_t n send(sockfd, msg.c_str(), msg.size(), 0);if(n 0){perror(send:);continue;} }3. 总结 TCP 是一种 面向连接的、可靠的、基于字节流 的传输层协议。现在我们不启动服务端直接启动客户端发送消息 可以看到直接拒绝我们的连接和 UDP 截然不同。 总结 在这篇文章中我们介绍了在实践上如何进行套接字编程但是我们并没有深入的理解理论的知识希望大家有所收获