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linux服务器写代码（linux服务器开发-网络编程）(1)

半关闭

  1. #include <sys/socket.h>
  2. int shutdown(int sockfd, int how);
  3. sockfd: 需要关闭的socket的描述符
  4. how: 允许为shutdown操作选择以下几种方式:
  5. SHUT_RD(0)： 关闭sockfd上的读功能，此选项将不允许sockfd进行读操作。
  6. 该套接字不再接受数据，任何当前在套接字接受缓冲区的数据将被无声的丢弃掉。
  7. SHUT_WR(1): 关闭sockfd的写功能，此选项将不允许sockfd进行写操作。进程不能在对此套接字发出写操作。
  8. SHUT_RDWR(2): 关闭sockfd的读写功能。相当于调用shutdown两次：首先是以SHUT_RD,然后以SHUT_WR。

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2MSL

程序设计中的问题

  1. itcast$ ./server
  2. bind error: Address already in use

itcast$ netstat -apn |grep 6666 tcp 1 0 192.168.1.11:38103 192.168.1.11:6666 CLOSE_WAIT 3525/client tcp 0 0 192.168.1.11:6666 192.168.1.11:38103 FIN_WAIT2 -

端口复用

TCP异常断开心跳检测机制

设置TCP属性

  1. /*开始首次KeepAlive探测前的TCP空闭时间 */

2.The tcp_keepintvl parameter specifies the interval between the nine retriesthat are attempted if a KEEPALIVE transmission is not acknowledged. tcp_keep ntvldefaults to 150 (75 seconds).

  1. /* 两次KeepAlive探测间的时间间隔 */

3.The tcp_keepcnt option specifies the maximum number of keepalive probes tobe sent. The value of TCP_KEEPCNT is an integer value between 1 and n, where n s the value of the systemwide tcp_keepcnt parameter.

/* 判定断开前的KeepAlive探测次数*/ int keepIdle = 1000; int keepInterval = 10; int keepCount = 10; Setsockopt(listenfd, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, (void *)&keepIdle, sizeof(keepIdle)); Setsockopt(listenfd, SOL_TCP,TCP_KEEPINTVL, (void *)&keepInterval, sizeof(keepInterval)); Setsockopt(listenfd,SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, (void *)&keepCount, sizeof(keepCount));

网络名词术语解析路由(route)

路由器工作原理

路由表(Routing Table)

路由条目

缺省路由条目

路由节点

以太网交换机工作原理

hub工作原理

半双工/全双工

DNS服务器

局域网(LAN)

广域网(WAN)

端口

MTU

  1. FDDI协议：4352字节
  2. 以太网（Ethernet）协议：1500字节
  3. PPPoE（ADSL）协议：1492字节
  4. X.25协议（Dial Up/Modem）：576字节
  5. Point-to-Point：4470字节

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常见网络知识面试题

Socket编程套接字概念

linux服务器写代码（linux服务器开发-网络编程）(2)

linux服务器写代码（linux服务器开发-网络编程）(3)

预备知识网络字节序

#include <arpa/inet.h> uint32_t htonl(uint32_t hostlong); uint16_t htons(uint16_t hostshort); uint32_t ntohl(uint32_t netlong); uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

IP地址转换函数

#include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp); in_addr_t inet_addr(const char *cp); char *inet_ntoa(struct in_addr in); 只能处理IPv4的ip地址 不可重入函数 注意参数是struct in_addr

#include <arpa/inet.h> int inet_pton(int af, const char *src, void *dst); const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size); 支持IPv4和IPv6 可重入函数 其中inet_pton和inet_ntop不仅可以转换IPv4的in_addr，还可以转换IPv6的in6_addr。 因此函数接口是void *addrptr。

sockaddr数据结构

linux服务器写代码（linux服务器开发-网络编程）(4)

sockaddr数据结构 struct sockaddr { sa_family_t sa_family; /* address family, AF_xxx */ char sa_data[14]; /* 14 bytes of protocol address */ };

使用 sudo grep -r "struct sockaddr_in {" /usr 命令可查看到struct sockaddr_in结构体的定义。一般其默认的存储位置：/usr/include/linux/in.h 文件中。

struct sockaddr_in { __kernel_sa_family_t sin_family; /* Address family */ 地址结构类型 __be16 sin_port; /* Port number */ 端口号 struct in_addr sin_addr; /* Internet address */ IP地址 /* Pad to size of `struct sockaddr'. */ unsigned char __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) - sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)]; }; struct in_addr { /* Internet address. */ __be32 s_addr; }; struct sockaddr_in6 { unsigned short int sin6_family; /* AF_INET6 */ __be16 sin6_port; /* Transport layer port # */ __be32 sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */ __u32 sin6_scope_id; /* scope id (new in RFC2553) */ }; struct in6_addr { union { __u8 u6_addr8[16]; __be16 u6_addr16[8]; __be32 u6_addr32[4]; } in6_u; #define s6_addr in6_u.u6_addr8 #define s6_addr16 in6_u.u6_addr16 #define s6_addr32 in6_u.u6_addr32 }; #define UNIX_PATH_MAX 108 struct sockaddr_un { __kernel_sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */ char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */ };

Pv4和IPv6的地址格式定义在netinet/in.h中，IPv4地址用sockaddr_in结构体表示，包括16位端口号和32位IP地址，IPv6地址用sockaddr_in6结构体表示，包括16位端口号、128位IP地址和一些控制字段。UNIX Domain Socket的地址格式定义在sys/un.h中，用sock-addr_un结构体表示。各种socket地址结构体的开头都是相同的，前16位表示整个结构体的长度（并不是所有UNIX的实现都有长度字段，如Linux就没有），后16位表示地址类型。IPv4、IPv6和Unix Domain Socket的地址类型分别定义为常数AF_INET、AF_INET6、AF_UNIX。这样，只要取得某种sockaddr结构体的首地址，不需要知道具体是哪种类型的sockaddr结构体，就可以根据地址类型字段确定结构体中的内容。因此，socket API可以接受各种类型的sockaddr结构体指针做参数，例如bind、accept、connect等函数，这些函数的参数应该设计成void 类型以便接受各种类型的指针，但是sock API的实现早于ANSI C标准化，那时还没有void 类型，因此这些函数的参数都用struct sockaddr *类型表示，在传递参数之前要强制类型转换一下，例如：

  1. struct sockaddr_in servaddr;
  2. bind(listen_fd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); /* initialize servaddr */

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网络套接字函数

linux服务器写代码（linux服务器开发-网络编程）(5)

#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int socket(int domain, int type, int protocol); domain: AF_INET 这是大多数用来产生socket的协议，使用TCP或UDP来传输，用IPv4的地址 AF_INET6 与上面类似，不过是来用IPv6的地址 AF_UNIX 本地协议，使用在Unix和Linux系统上，一般都是当客户端和服务器在同一台及其上的时候使用 type: SOCK_STREAM 这个协议是按照顺序的、可靠的、数据完整的基于字节流的连接。这是一个使用最多的socket类型，这个socket是使用TCP来进行传输。 SOCK_DGRAM 这个协议是无连接的、固定长度的传输调用。该协议是不可靠的，使用UDP来进行它的连接。 SOCK_SEQPACKET该协议是双线路的、可靠的连接，发送固定长度的数据包进行传输。必须把这个包完整的接受才能进行读取。 SOCK_RAW socket类型提供单一的网络访问，这个socket类型使用ICMP公共协议。（ping、traceroute使用该协议） SOCK_RDM 这个类型是很少使用的，在大部分的操作系统上没有实现，它是提供给数据链路层使用，不保证数据包的顺序 protocol: 传0 表示使用默认协议。 返回值： 成功：返回指向新创建的socket的文件描述符，失败：返回-1，设置errno

#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); sockfd： socket文件描述符 addr: 构造出IP地址加端口号 addrlen: sizeof(addr)长度 返回值： 成功返回0，失败返回-1, 设置errno

struct sockaddr_in servaddr; bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(6666);

listen函数 #include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int listen(int sockfd, int backlog); sockfd: socket文件描述符 backlog: 排队建立3次握手队列和刚刚建立3次握手队列的链接数和

查看系统默认backlog

  1. cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog

典型的服务器程序可以同时服务于多个客户端，当有客户端发起连接时，服务器调用的accept()返回并接受这个连接，如果有大量的客户端发起连接而服务器来不及处理，尚未accept的客户端就处于连接等待状态，listen()声明sockfd处于监听状态，并且最多允许有backlog个客户端处于连接待状态，如果接收到更多的连接请求就忽略。listen()成功返回0，失败返回-1。 accept函数

#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); sockdf: socket文件描述符 addr: 传出参数，返回链接客户端地址信息，含IP地址和端口号 addrlen: 传入传出参数（值-结果）,传入sizeof(addr)大小，函数返回时返回真正接收到地址结构体的大小 返回值： 成功返回一个新的socket文件描述符，用于和客户端通信，失败返回-1，设置errno

while (1) { cliaddr_len = sizeof(cliaddr); connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len); n = read(connfd, buf, MAXLINE); ...... close(connfd); }

#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); sockdf: socket文件描述符 addr: 传入参数，指定服务器端地址信息，含IP地址和端口号 addrlen: 传入参数,传入sizeof(addr)大小 返回值： 成功返回0，失败返回-1，设置errno

C/S模型-TCP

linux服务器写代码（linux服务器开发-网络编程）(6)

server

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #define MAXLINE 80 #define SERV_PORT 6666 int main(void) { struct sockaddr_in servaddr, cliaddr; socklen_t cliaddr_len; int listenfd, connfd; char buf[MAXLINE]; char str[INET_ADDRSTRLEN]; int i, n; listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); listen(listenfd, 20); printf("Accepting connections ...\n"); while (1) { cliaddr_len = sizeof(cliaddr); connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len); n = read(connfd, buf, MAXLINE); printf("received from %s at PORT %d\n", inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)), ntohs(cliaddr.sin_port)); for (i = 0; i < n; i ) buf[i] = toupper(buf[i]); write(connfd, buf, n); close(connfd); } return 0; }

client

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #define MAXLINE 80 #define SERV_PORT 6666 int main(int argc, char *argv[]) { struct sockaddr_in servaddr; char buf[MAXLINE]; int sockfd, n; char *str; if (argc != 2) { fputs("usage: ./client message\n", stderr); exit(1); } str = argv[1]; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); write(sockfd, str, strlen(str)); n = read(sockfd, buf, MAXLINE); printf("Response from server:\n"); write(STDOUT_FILENO, buf, n); close(sockfd); return 0; }

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