Unix/Linux系统编程第十三章学习笔记
作者：20191322wyl
知识点总结
本章论述了TCP/IP和网络编程，分为两个部分。第一部分论述了TCP/IP协议及其应用，具体包括TCP/IP栈、IP地址、主机名、DNS、IP数据包和路由器；介绍了TCP/IP网络中的UDP和TCP协议、端口号和数据流；闸述了服务器-客户机计算模型和套接字编程接口；通过使用UDP和TCP套接字的示例演示了网络编程。第一个编程项目可实现一对通过互联网执行文件操作的TCP服务器-客户机，可让用户定义其他通信协议来可靠地传输文件内容。
本章的第二部分介绍了Web和CGI编程，解释了HTTP编程模型、Web页面和Web浏览器；展示了如何配置LinuxHTTPD服务器来支持用户Web页面、PHP和CGI编程：闸释了客户机和服务器端动态Web页面；演示了如何使用PHP和CGI创建服务器端动态Web页面。第二个编程项目可让读者在LinuxHTTPD服务器上通过CGI编程实现服务器端动态Web页面。
TCP/IP协议
TCP/IP（Comer1988，2001；RFC11801991）是互联网的基础。TCP代表传输控制协议。IP代表互联网协议。目前有两个版本的IP，即IPv4和IPv6。IPv4使用32位地址，IPV6则使用128位地址。本节围绕IPv4进行讨论，它仍然是目前使用最多的IP版本。TCP/IP的组织结构分为几个层级，通常称为TCP/IP堆栈。图13.1所示为TCP/IP的各个层级以及每一层级的代表性组件及其功能。
顶层是使用TCPIP的应用程序。用于登录到远程主机的ssh、用于交换电子邮件的mail、用于Web页面的htp等应用程序需要可靠的数据传输。通常，这类应用程序在传输层使用TCP。另一方面，有些应用程序，例如用于查询其他主机的ping命令，则不需要可靠性。这类应用程序可以在传输层使用UDP来提高效率（RFC7681980；Comer1988）。传输层负责以包的形式向IP主机发送/接收来自IP主机的应用程序数据。进程与主机之间的传输层或其上方的数据传输只是逻辑传输。实际数据传输发生在互联网（IP）和链路层，这些层将数据包分成数据，以便在物理网络之间传输。图13.2所示为TCP/IP网络中的数据流路径。
IP主机和IP地址
- ip地址是32位的
- 32位的IP地址通常用点记法表示
- 应用程序通常使用主机名
- DNS可以将ip地址转换为主机名
- IP数据包由IP头、发送方IP 地址和接收方IP 地址以及数据组成
- UDP（用户数据报协议）在IP上运行，用于发送/接收数据报
- TCP（传输控制协议）是一种面向连接的协议，用于发送/接收数据流。
网络编程
服务器-客户机计算模型
大多数网络编程任务都基于服务器-客户机计算模型。在服务器-客户机计算模型中。我们首先在服务器主机上运行服务器进程。然后，我们从客户机主机运行客户机。在UDP中，服务器等待来自客户机的数据报，处理数据报并生成对客户机的响应。在TCP中，服务器等待客户机连接。客户机首先连接到服务器，在客户机和服务器之间建立一个虚拟电路。建立连接后，服务器和客户机可以交换连续的数据流。下面，我们将展示如何使用UDP和TCP进行网络编程。
套接字编程
UDP回显服务器-客户机程序
TCP回显服务器-客户机程序
主机名和IP地址
如果在不同的主机上运行服务器和客户机，服务器端口号由操作系统内核分配，则需要知道服务器的主机名或IP地址及其端口号。如果某台计算机运行TCP/IP,它的主机名通常记录在/etc/hosts文件中。库函数gethostname(char *name, sizeof(name))在name数组中返回计算机的主机名字符串。struct hostent *gethostbyname(void *addr, socklen_t len, int typo)可以用来获取计算机的全名及其IP地址。