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【网络编程】基础知识

news 来源：原创 2025/6/19 4:22:57

网络发展史

局域网和广域网

局域网（LAN）

广域网（Wan）

光猫

路由器

网线

设备通信的要素

IP地址

基本概念

地址划分

特殊地址（后续编程使用）

IP地址转换

字节序

网络模型

网络的体系结构

OSI模型

TCP/IP模型

TCP/UDP

TCP

适用场景

UDP

适用场景

编程预备知识

socket定义

socket类型

函数接口

socket

connect

sockaddr结构体

bind

listen

recv/send

示例代码

TCP客户端

TCP服务器

网络发展史

网络的来历_百度知道

ARPnet--Internet--移动互联网--物联网--AI

局域网和广域网

局域网（LAN）

局域网的缩写是LAN，local area network，顾名思义，是个本地的网络，只能实现小范围短距离的网络通信。我们的家庭网络是典型的局域网。电脑、手机、电视、智能音箱、智能插座都连在路由器上，可以互相通信。局域网，就像是小区里的道路，分支多，连接了很多栋楼。

广域网（Wan）

广域网（Wide Area Network）是相对局域网来讲的，局域网的传输距离比较近，只能是一个小范围的。如果需要长距离的传输，比如某大型企业，总部在北京，分公司在长沙，局域网是无法架设的。广域网，就像是大马路，分支可能少，但类型多，像国道、省道、高速、小道等，连接了很多大的局域网。

这时需要其它的解决方案。

第一，通过因特网，只需要办一根宽带，就实现了通信，非常方便，现在的宽带价格也比较便宜。

第二，通过广域网专线。

所以为了数据安全，不能连接因特网，需要用一条自己的专用线路来传输数据，这条线路上只有自己人，不会有其他人接入，且距离很远，这个网络就叫 “广域网”。

光猫

光猫是一种类似于基带modem（数字调制解调器）的设备，和基带modem不同的是接入的是光纤专线，是光信号。用于广域网中光电信号的转换和接口协议的转换，接入路由器，是广域网接入。

将光线插入左侧的灰色口，右侧网口接网线到路由器即可。

路由器

用于连接局域网和外网

路由器需要区分WAN口和LAN口，WAN口是接外网的（从Modem出来的或者从上一级路由器出来的），LAN口是接内网的，现在路由器都带无线功能，本质上无线接入就是LAN。

网线

背过一种线序，了解网线的制作流程。

网线线序

网线制作教程

设备通信的要素

思考：如何抓捕周树人？

答：必须说明周树人，字鲁迅才能精准的抓人。

思考：你通过QQ发送一条消息，最终谁处理了这条信息？

答：需要通过IP定位对方的机器，那么周树人就是IP，鲁迅就是端口。

IP地址

基本概念

IP地址是Internet中主机的标识
Internet中的主机要与别的机器通信必须具有一个IP地址
IP地址为32位（IPv4）或者128位（IPv6）
表示形式：常用点分十进制，如192.168.1.109，最后都会转换为一个32位的无符号整数。

地址划分

主机号的第一个和最后一个都不能被使用，第一个作为网段号，最后一个作为广播地址。

A类：1.0.0.1~126.255.255.254
B类：128.0.0.1~~191.255.255.254
C类：192.0.0.1~~223.255.255.254
D类（组播地址）：224.0.0.1~~239.255.255.254

网段号的定义：主机位全为0，代表当前设备所处的网段号

这个需要结合子网掩码来计算，子网掩码规定了哪些是网络号，哪些是主机号

如果子网掩码位是1，那么当前为就是网络号，如果是0，那么当前位是主机号

网段号=IP&子网掩码

特殊地址（后续编程使用）

0.0.0.0：在服务器中，0.0.0.0指的是本机上的所有IPV4地址，如果一个主机有两个IP地址，192.168.1.1 和 10.1.2.1，并且该主机上的一个服务监听的地址是0.0.0.0,那么通过两个ip地址都能够访问该服务。在程序里，用宏定义表示：INADDR_ANY

127.0.0.1：回环地址/环路地址，所有发往该类地址的数据包都应该被loop back。仅作为测试使用，只能实现本机上通信。

IP地址转换

实现了人看的IP（192.168.1.155）和机器内部使用（32位的无符号的整数）的实际IP进行转换。

struct in_addr {uint32_t s_addr;
};//从人看的ip地址转为机器使用的32位
typedef uint32_t in_addr_t;
in_addr_t inet_addr(const char *cp);//从机器到人
char *inet_ntoa(struct in_addr in);

示例：

给定一个IP地址，转换为机器的32位无符号整数，然后打印。

打印完后，再转回给人看的IP地址，再打印。

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>int main(int argc, char const *argv[])
{//把人看的转成机器要的,192.168.0.109char ip[64] = "192.168.0.109";in_addr_t ip32 = inet_addr(ip);printf("ip = 0x%x\n", ip32);  //0x6d00a8c0//把机器的转成人看struct in_addr in;
    in.s_addr = ip32;char *p = inet_ntoa(in); printf("p = %s\n", p);  //0x6d00a8c0return 0;
}

端口

为了区分一台主机接收到的数据包应该转交给哪个进程来进行处理，使用端口号来区
TCP端口号与UDP端口号独立
端口号一般由IANA (Internet Assigned Numbers Authority) 管理
端口用两个字节来表示--USHORT
端口指定需要统一为网络字节序（大端）

众所周知端口：1~1023（1~255之间为众所周知端口，256~1023端口通常由UNIX系统占用）
注册端口：1024~49151（尽量用5000以上的）
动态或私有端口：49152~65535

字节序

网络中传输一字节以上的带类型的数据（比如short、int），必须使用网络字节序，即大端字节序。

小端序（little-endian） - 低序字节存储在低地址

大端序（big-endian）- 高序字节存储在低地址

面试题：写一个函数，判断当前主机的字节序？

int checkCPU()
{union w{short a;char b;}c;
	c.a = 1;return (c.b == 1);
}

主机字节序到网络字节序

uint16_t htons(uint16_t hostshort);

网络字节序到主机字节序

uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

网络模型

网络的体系结构

网络采用分而治之的方法设计，将网络的功能划分为不同的模块，以分层的形式有机组合在一起。
每层实现不同的功能，其内部实现方法对外部其他层次来说是透明的。每层向上层提供服务，同时使用下层提供的服务
网络体系结构即指网络的层次结构和每层所使用协议的集合
两类非常重要的体系结构：OSI与TCP/IP

OSI模型

OSI模型是一个理想化的模型，尚未有完整的实现
OSI模型共有七层
OSI现阶段只用作教学和理论研究

TCP/IP模型

网络接口和物理层：屏蔽硬件差异（驱动），向上层提供统一的操作接口。

网络层：提供端对端的传输，可以理解为通过IP寻址机器。

传输层：决定数据交给机器的哪个任务（进程）去处理，通过端口寻址

应用层：应用协议和应用程序的集合

OSI和TCP/IP模型对应关系图

注意：TCP和IP是属于不同协议栈层的，只是这两个协议属于协议族里最重要的协议，所以协议栈或者模型以之命名了。

TCP/UDP

TCP

TCP（即传输控制协议）：是一种面向连接的传输层协议，它能提供高可靠性通信(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)。

适用场景

适合于对传输质量要求较高的通信

在需要可靠数据传输的场合，通常使用TCP协议

登录账户、文件传输等

UDP

UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议，是不可靠的无连接的协议。在数据发送前，不需要进行连接，可以进行高效率的数据传输。

适用场景

发送小尺寸数据（如对DNS服务器进行IP地址查询时）

适合于广播/组播式通信中。

音频、视频聊天等

编程预备知识

socket定义

socket类型

流式套接字(SOCK_STREAM) 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收。内设置流量控制，避免数据流淹没慢的接收方。数据被看作是字节流，无长度限制。

数据报套接字(SOCK_DGRAM) 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_RAW)

可以对较低层次协议如IP、ICMP直接访问。

服务器：
   1.创建流式套接字（socket()）------------------------>  有手机
   2.指定本地的网络信息（struct sockaddr_in）----------> 有号码
   3.绑定套接字（bind()）------------------------------>绑定电话
   4.监听套接字（listen()）---------------------------->待机
   5.链接客户端的请求（accept()）---------------------->接电话
   6.接收/发送数据（recv()/send()）-------------------->通话
   7.关闭套接字（close()）----------------------------->挂机客户端：
   1.创建流式套接字（socket()）----------------------->有手机
   2.指定服务器的网络信息（struct sockaddr_in）------->有对方号码
   3.请求链接服务器（connect()）---------------------->打电话
   4.发送/接收数据（send()/recv()）------------------->通话
   5.关闭套接字（close()）--------------------------- >挂机

函数接口

socket

int socket(int domain, int type, int protocol);
//作用：创建一个socket通信描述符
domain：指定通信的域（通信协议）
    AF_UNIX, AF_LOCAL   本地通信
    AF_INET  ipv4
    AF_INET6  ipv6
type：指定socket的类型
    SOCK_STREAM：流式套接字，接下来我们的通信使用TCP协议
    SOCK_DGRAM：数据报套接字，接下来我们的通信使用UDP协议
protocol：填0    返回值：如果成功，返回创建的描述符，如果失败，返回-1

connect

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
作用：请求连接服务器
参数：
sockfd：上面socket接口得到的描述符
addr：相当于服务器的地址（IP+port）
addrlen:地址的长度，因为前面的地址是可变的，所以要通过参数来协定地址的长度
返回值：
0 -1

sockaddr结构体

//从bind接口的帮助文档中拿到
struct sockaddr {sa_family_t sa_family;char        sa_data[14];}
上述地址结构是一个通用结构，我们在用实际协议进行通信的时候，需要转换成相应协议的结构体。
用man 7 ip来查看ipv4对应的结构体struct sockaddr_in {sa_family_t    sin_family; /* 地址协议族，=socket接口第一个参数 */in_port_t      sin_port;   /* 指定端口，端口要用网络字节序(大端) */struct in_addr sin_addr;   /* IP地址 */
};/* Internet address. */
struct in_addr {uint32_t       s_addr;     /* address in network byte order */
};

bind

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
作用：绑定服务器地址：IP和端口，相当于对外公开自己的IP和端口，客户端就可以连接了
addr：绑定的IP和端口结构体，注意绑定的是自己的IP和端口
    IP：取真实的某个网卡的地址，也可以直接写0.0.0.0
addrlen：地址的大小

listen

int listen(int sockfd, int backlog);
作用：进入监听状态，以便接收客户端的连接
sockfd：上面的服务器描述符
backlog：同时能处理的客户端的连接数量，写个5 10都可以
返回值：0 -1

accept

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
接收客户端连接，注意，这是一个阻塞接口，如果没有新的连接过来，那么会等待
sockfd：上面的服务器描述符
addr：客户端的地址(来电显示)
addrlen：客户端地址的长度，是入参，传入然后可能会被接口修改返回值：如果成功，会返回一个非负的整数，代表接收的新的连接的描述符

recv/send

//recv和send是网络的专用接口，比起read和write只是多了一个flags参数，flag一般情况下会取0，代表阻塞接受和发送
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
返回值：>0：接收的字节数<0：失败=0：代表对端退出了
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

close

int close(int fd);
关闭套接字连接

示例代码

TCP客户端

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>int main(int argc, char const *argv[])
{//创建套接字int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(fd < 0){perror("socket err");return -1;}//连接到服务器struct sockaddr_in server_addr;int len = sizeof(server_addr);//指定连接的服务器的地址（IP+port）memset(&server_addr, 0, len);
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(8888);
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.109");int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&server_addr, len);if(ret < 0){perror("connect err");return -1;}printf("conect success\n");char buf[64] = {0};while (1){memset(buf, 0, 64);//从终端接收用户输入，发给服务器，等待服务器的数据，打印gets(buf);if(strcmp(buf, "quit") == 0){break;}send(fd, buf, 64, 0);memset(buf, 0, 64);
        ret = recv(fd, buf, 64, 0);if(ret > 0){printf("recv data = %s\n", buf);}else if(ret == 0){printf("peer exit\n");break;}else{perror("recv err\n");return -1;}}close(fd);return 0;
}

TCP服务器

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>int main(int argc, char const *argv[])
{//创建服务器的套接字int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(server_fd < 0){perror("socket err");return -1;}//初始化服务器地址struct sockaddr_in server_addr, client_addr;int len = sizeof(server_addr);memset(&server_addr, 0, len);
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(8888);
#if 0    
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.194");
#else
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
#endif//绑定套接字的地址int ret = bind(server_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, len);if(ret < 0){perror("bind err");return -1;}//启动监听
    ret = listen(server_fd, 5);if(ret < 0){perror("listen err");return -1;}//接收连接int clientfd = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);if(clientfd < 0){perror("accept err");return -1;        }//打印客户端的地址，注意端口要转成主机字节序printf("recv a new connect, ip = %s, port=%d\n",\inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));char buf[64] = {0};while (1){memset(buf, 0, 64);//一旦新的连接过来后，后续通信统统使用新的描述符
        len = read(clientfd, buf, 64);if(len > 0){printf("recv data = %s\n", buf);}else if(len == 0){printf("client exit\n");break;}else{perror("recv err\n");return -1;}}close(clientfd);close(server_fd);return 0;
}

【网络编程】基础知识

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编程日记 2025/6/1 10:53:41

c++ 中的容器 vector、deque 和 list 的区别

表格汇总： 容器存储结构随机访问性能中间插入/删除性能两端插入/删除性能内存管理特点迭代器类型适用场景vector连续存储的动态数组 O ( 1 ) O(1) O(1) O ( n ) O(n) O(n)（需要移动元素）末尾： O ( 1 ) O(1) O(1)，头部…...

编程日记 2025/6/3 4:32:16

‌如何有效学习PyTorch：从基础到实践的全面指南‌

随着人工智能和深度学习技术的飞速发展，PyTorch作为当前最流行的深度学习框架之一，凭借其动态计算图、灵活的编程模型以及强大的社区支持，在学术界和工业界均得到了广泛应用。本文旨在为初学者和有一定基础的读者提供一套系统、全面的PyTorch…...

编程日记 2025/6/1 21:01:06

大模型WebUI：Gradio全解11——Chatbots：融合大模型的多模态聊天机器人（3）

大模型WebUI：Gradio全解11——Chatbot：融合大模型的多模态聊天机器人（3） 前言本篇摘要11. Chatbot：融合大模型的多模态聊天机器人11.3 组件Chatbot及ChatMessage11.3.1 Chatbot：聊天机器人组件1. API参数2.…...

编程日记 2025/6/3 20:22:41

MTK6768 Android13 亮度条均匀调节实现

文章目录需求：问题现象：需求实现疑难问题点：相关资源修改的文件调试技巧具体需求实现去除亮度弹框设置去掉跳转逻辑SystemUI亮度条长按跳转屏蔽实现亮度均匀调节PhoneWindowManager.javaBrightnessUtils convertLinearToGammaFloatBrightne…...

编程日记 2025/5/31 4:11:59

力扣560和为K的数组

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，请你统计并返回该数组中和为 k 的子数组的个数。子数组是数组中元素的连续非空序列。示例 1： 输入：nums [1,1,1], k 2 输出：2示例 2： 输入：nums [1,2,3], …...

编程日记 2025/6/3 6:16:26

【MVCC过程中会加锁吗？】

MVCC过程中会加锁吗？一、MVCC的工作原理二、MVCC的并发控制三、MVCC中的加锁情况在MVCC（Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制）过程中，通常不需要加锁来控制并发访问。 MVCC是一种数据并发控制技术，它允许在不同的事务中对同一数据进行并发访问，而不需要…...

编程日记 2025/5/30 19:26:27

LeetCode100之搜索二维矩阵(46)--Java

1.问题描述给你一个满足下述两条属性的 m x n 整数矩阵： 每行中的整数从左到右按非严格递增顺序排列。每行的第一个整数大于前一行的最后一个整数。给你一个整数 target ，如果 target 在矩阵中，返回 true ；否则，返回…...

编程日记 2025/6/3 8:48:56

Android BottomNavigationView不加icon使text垂直居中，完美解决。

这个问题网上千篇一律的设置iconsize为0，labale固定什么的，都没有效果。我的这个基本上所有人用都会有效果。问题解决之前的效果：垂直方向，文本不居中，看着很难受问题解决之后：舒服多了其实很简单&…...

编程日记 2025/6/3 10:15:18

cmake + vscode + mingw 开发环境配置

1.软件准备准备如下软件： mingw64（安装完成之后检测是否有环境变量，如果没有需要配置） cmake（安装完成之后检测是否有环境变量，如果没有需要配置） vscode（安装CMake插件&#xff0…...

编程日记 2025/6/4 11:20:32

【GPON实战】ONT和OLT的vlan处理机制（一）

引言 ONT和OLT支持多种vlan配置，包括单层tag vlan，默认vlan（PVID），vlan转换，vlan翻译，双层vlan等等。那ONT和OLT是如何处理的呢？本文将介绍ONT和OLT对vlan的处理机制，第一篇介绍单层vlan场景ONT和OLT如何打vlan和剥离vlan，第二篇将介绍OLT是如何通过omci消息将vlan的…...

编程日记 2025/6/2 5:36:44

Qt模块概览（核心模块、GUI模块等）

Qt 模块概览 Qt 是一个跨平台的应用程序开发框架，广泛用于开发图形用户界面（GUI）程序，在前面的章节中，我们已经介绍了许多控件、布局的用法，这些都属于QT的GUI模块，当然QT也支持非 GUI 程序的开发，也就是核心模块。 Qt 框架由多个模块组成，每个模块提供特定的功能。…...

编程日记 2025/5/29 14:35:35

七大排序算法

文章目录排序的概念及引用1.插入排序2.希尔排序(缩小增量排序)3.选择排序4.堆排序5.冒泡排序6.快速排序7.归并排序8.代码排序部分的测试9.代码加效果大致测试时间（仅供参考） 排序的概念及引用排序:将数据按照特定的规律排成递增或递减的操作稳定性:…...

编程日记 2025/5/31 20:49:36

代理模式实现

一、概念：代理模式属于结构型设计模式。客户端不能直接访问一个对象，可以通过代理的第三者来间接访问该对象，代理对象控制着对于原对象的访问，并允许在客户端访问对象的前后进行一些扩展和处理；这种设置模式称为代理模…...

编程日记 2025/5/30 13:41:44

国产linux系统（银河麒麟，统信uos）使用 PageOffice 实现后台批量生成PDF文档

PageOffice 国产版 ：支持信创系统，支持银河麒麟V10和统信UOS，支持X86（intel、兆芯、海光等）、ARM（飞腾、鲲鹏、麒麟等）、龙芯（LoogArch）芯片架构。 PageOffice 版本&…...

编程日记 2025/5/30 6:50:06

基于若依的脚手架，扩展了flowable、mybatisPlus、lombok、前端美化

前言若依框架可以说是非常优秀的框架，奈何前端一直有点丑，而且集成的东西比较少，我就基于若依，做了一个轻美化版本，主要集成了工作流、mybatisPlus、lombok等工具。因为我也在用这个框架为公司做系统，所…...

编程日记 2025/6/4 11:20:33

LeetCode 热题 100 | 矩阵

矩阵基础使用哈希数组来标记当前行或者列是否出现0按层模拟 73. 矩阵置零题目讲解：LeetCode 重点： 使用标记数组：用两个标记数组分别记录每一行和每一列是否有零出现。使用两个标记变量：用矩阵的第一行和第一列代替两个标记数组…...

编程日记 2025/5/30 7:19:57

（经过验证）在 Ubuntu 系统中为 VSCode、PyCharm 终端及 Jupyter Notebook 配置代理的完整方案

文章目录 1. 通过系统环境变量配置代理步骤一：打开终端步骤二：编辑 ~/.bashrc 文件步骤三：添加代理环境变量步骤四：保存并关闭文件步骤五：使配置生效步骤六：重启相关应用步骤七：使用代理函数 2.…...

编程日记 2025/6/2 15:26:32

【Linux】sed编辑器二

一、处理多行命令 sed编辑器有3种可用于处理多行文本的特殊命令。 N：加入数据流中的下一行，创建一个多行组进行处理；D：删除多行组中的一行；P：打印多行组中的一行。 1、next命令：N 单行next命…...

编程日记 2025/6/3 7:05:10

STM32 FreeRTOS移植

目录 FreeRTOS源码结构介绍获取源码 1、官网下载 2、 Github下载源码结构介绍源码整体结构 FreeRTOS文件夹结构 Source文件夹结构如下 portable文件夹结构 RVDS文件夹 MemMang文件夹 FreeRTOS在基于寄存器项目中移植步骤目录添加源码文件工程添加源码文件 …...

编程日记 2025/6/2 4:53:19

python 寻找数据拐点

import numpy as np import cv2 from scipy.signal import find_peaks# 示例数据 y_data [365.63258786, 318.34824281, 258.28434505, 228.8913738, 190.87220447, 158.28434505, 129.53035144, 111.95846645, 111.95846645, 120.26517572, 140.71246006, 161.79872204, 180.…...

编程日记 2025/5/26 5:26:17

Windows 蓝牙驱动开发-蓝牙设备栈

蓝牙设备栈蓝牙驱动程序堆栈包含 Microsoft 为蓝牙协议提供支持的核心部分。有了这个堆栈，已启用蓝牙的设备可以彼此定位并建立连接。在此类连接中，设备可以通过各种应用程序交换数据并彼此交互。下图显示了蓝牙驱动程序堆栈中的模块，以…...

编程日记 2025/5/28 16:47:58

css hover样式调试

调试 hover后才出现的元素如何调试打开开发者工具，鼠标放在hover时才出现的元素上，然后点击右键不要选中任何选项，将鼠标移动到开发者工具的调试面板中按下N键，此时悬浮的元素不会消失，定位成功调试元素悬浮样式 …...

编程日记 2025/5/31 9:12:01

网络发展史

局域网和广域网

局域网（LAN）

广域网（Wan）

光猫

路由器

网线

设备通信的要素

IP地址

基本概念

地址划分

特殊地址（后续编程使用）

IP地址转换

字节序

网络模型

网络的体系结构

OSI模型

TCP/IP模型

TCP/UDP

TCP

适用场景

UDP

适用场景

编程预备知识

socket定义

socket类型

函数接口

socket

connect

sockaddr结构体

bind

listen

accept

recv/send

close

示例代码

TCP客户端

TCP服务器

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