计算机网络实验socket编程

A. 2018-04-23网络编程-概述-SOCKET-端口绑定-编码解码

计算机都遵守的网络通信协议叫做TCP/IP协议。
因为互联网协议包含了上百种协议标准，但是最重要的两个协议是TCP和IP协议，所以，大家把互联网的协议简称TCP/IP协议。是一组协议族。完成通信的规范。

四种分类法和其中分类法：

端口号：用来标记唯一一个进程（范围：0~65535）
为什么不用pid？——在一个操作系统上，pid绝对不相同，而且进程pid唯一，但在不同系统上，获取另一个系统的pid特别费劲；但是端口对应的程序是确定的，所以端口就是用来区分进程的

端口号只有整数，0~65535。能区分同一服务器所有进程
知名端口：大家都知道的默认的端口，比如网络，0~1023
动态端口：1024~65535之间
查看端口信息的命令：netstat - an

IP地址的作用：用来标记一台电脑在网络中的数字。
同一局域网中，IP地址不能相同

网络号用来分辨不同网络，主机号用来区分不同主机
ip地址：用来在网络中标记一台电脑的一串数字，比如192.168.1.1；在本地局域网上是惟一的。

什么是socket？

socket(简称 套接字 ) 是进程间通信的一种方式，它与其他进程间通信的一个主要不同是：
它能实现不同主机间的进程间通信，我们网络上各种各样的服务大多都是基于 Socket 来完成通信的（能完成多个电脑进程间的通信）
例如我们每天浏览网页、QQ 聊天、收发 email 等等。

UDP快，不稳定
TCP慢，稳定

会变的端口号
说明：
每重新运行一次网络程序，上图中红圈中的数字，不一样的原因在于，这个数字标识这个网络程序，当重新运行时，如果没有确定到底用哪个，系统默认会随机分配
记住一点：这个网络程序在运行的过程中，这个就唯一标识这个程序，所以如果其他电脑上的网络程序如果想要向此程序发送数据，那么就需要向这个数字（即端口）标识的程序发送即可。

UDP绑定信息
一般服务性的程序，往往需要一个固定的端口号，这就是所谓的端口绑定
绑定的意义是使其不变 。
*一个电脑可以有多个IP地址
*单工：收音机 半双工：对讲机 全双工：电话
UDP和TPC（网络）都是全双工，同一时间能发能收
一般，接收方都需要绑定，发送方不需要绑定
绑定示例：

总结
一个udp网络程序，可以不绑定，此时操作系统会随机进行分配一个端口，如果重新运行次程序端口可能会发生变化
一个udp网络程序，也可以绑定信息（ip地址，端口号），如果绑定成功，那么操作系统用这个端口号来进行区别收到的网络数据是否是此进程的
*解包：

B. 在C#中利用Socket进行网络通信编程的一般步骤是

1.创建socket
2.确定本地计算机端点（ip和端口号）
3.socket绑定端点
4.socket.receive(); 接收数据
5.socket.send();发送数据
6.socket.close();关闭socket

C. iOS开发网络篇—Socket编程

一、网络各个协议：TCP/IP、SOCKET、HTTP等

网络七层由下往上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

其中物理层、数据链路层和网络层通常被称作媒体层，是网络工程师所研究的对象；

传输层、会话层、表示层和应用层则被称作主机层，是用户所面向和关心的内容。

http协议对应于应用层

tcp协议对应于传输层

ip协议对应于网络层

三者本质上没有可比性。 何况HTTP协议是基于TCP连接的。

TCP/IP是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输；而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。

我 们在传输数据时，可以只使用传输层（TCP/IP），但是那样的话，由于没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用应用层 协议，应用层协议很多，有HTTP、FTP、TELNET等等，也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP作传输层协议，以封装HTTP文本信息，然 后使用TCP/IP做传输层协议将它发送到网络上。Socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。

二、Http和Socket连接区别

相信不少初学手机联网开发的朋友都想知道Http与Socket连接究竟有什么区别，希望通过自己的浅显理解能对初学者有所帮助。

2.1、TCP连接

要想明白Socket连接，先要明白TCP连接。手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议，可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口，使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”：

第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；

第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

握

手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连

接之前，TCP

连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”（过程就不细写了，就是服务器和客

户端交互，最终确定断开）

2.2、HTTP连接

HTTP协议即超文本传送协议(HypertextTransfer Protocol )，是Web联网的基础，也是手机联网常用的协议之一，HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。

HTTP连接最显着的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

1）在HTTP 1.0中，客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，就自动释放连接。

2）在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求，并且多个请求可以重叠进行，不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

由

于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接，因此HTTP连接是一种“短连接”，要保持客户端程序的在线状态，需要不断地向服务器发起连接请求。通常的

做法是即时不需要获得任何数据，客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求，服务器在收到该请求后对客户端进行回复，表明知道客

户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求，则认为客户端“下线”，若客户端长时间无法收到服务器的回复，则认为网络已经断开。

三、SOCKET原理

3.1、套接字（socket）概念

套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

应

用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个

TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应

用层可以和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

3.2 、建立socket连接

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket。

套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

连

接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户

端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

3.3、SOCKET连接与TCP连接

创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

3.4、Socket连接与HTTP连接

由

于通常情况下Socket连接就是TCP连接，因此Socket连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。但在实际网络应用

中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致

Socket 连接断连，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。

而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。

很

多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接，服务器就可以直接将数据传送给

客户端；若双方建立的是HTTP连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可以

保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端。

这里我们使用Socket实现一个聊天室的功能，关于服务器这里的就不介绍了

@interfaceViewController (){

NSInputStream *_inputStream;//对应输入流

NSOutputStream *_outputStream;//对应输出流

}

@property (weak, nonatomic) IBOutlet NSLayoutConstraint *inputViewConstraint;

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITableView *tableView;

@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *chatMsgs;//聊天消息数组

@end
懒加载这个消息数组

//从主运行循环移除

//1.建立连接

//定义C语言输入输出流

//把C语言的输入输出流转化成OC对象

//设置代理

//把输入输入流添加到主运行循环

//不添加主运行循环 代理有可能不工作

//打开输入输出流

//登录

//发送用户名和密码

//在这里做的时候，只发用户名，密码就不用发送

//如果要登录，发送的数据格式为 "iam:zhangsan";

//如果要发送聊天消息，数据格式为 "msg:did you have dinner";

//登录的指令11NSString *loginStr =@"iam:zhangsan";

//把Str转成NSData

//建立一个缓冲区 可以放1024个字节

//返回实际装的字节数

//把字节数组转化成字符串

//从服务器接收到的数据

//聊天信息

//刷新表格

//发送数据

//发送完数据，清空textField

//数据多，应该往上滚动

}

//监听键盘

//获取窗口的高度

//键盘结束的Frm

//获取键盘结束的y值

D. 简述基于TCP和UDP的Socket编程的异同

Socket有两种主要的操作方式：面向连接的和无连接的。无连接的操作使用UDP数据报协议，这个操作不需要连接一个目的的socket，它只是简单地投出数据报，快速高效，但缺少数据安全性。面向连接的操作使用TCP协议，一个这个模式的socket必须在发送数据之前与目的地的socket取得一个连接，一旦连接建立了，socket就可以使用一个流接口：打开-读-写-关闭，所有的发送的信息都会在另一端以同样的顺序被接收，面向连接的操作比无连接的操作效率要低，但数据的安全性更高。基于TCP的socket编程是采用的流式套接字(SOCK_STREAM)。基于UDP采用的数据报套接字(SOCK_DGRAM).
流式套接字的设计是针对面向连接的网络应用，在数据传输之前需要预先建立连接，在数据传输过程中需要维持连接，在数据传输结束后需要释放连接。由于采用校验和、确认与超时等差错控制手段，因此流式套接字可以保证数据传输的正确性。
数据报套接字（SOCK_DGRAM）提供无连接的、不可靠的数据传输服务，实际上它是基于TCP/IP协议族中的UDP协议实现的。数据报套接字提供无序、有差错与有重复的数据流服务。数据报套接字的设计是针对无连接的网络应用，在数据传输之前不需要预先建立连接。由于只采用很有限的差错控制手段，因此数据报套接字无法保证数据传输的正确性。

E. 学网络安全主要是学哪些技术

一：学网络安全需要的知识：

1、必须精通TCP/IP协议族。
2、学习和了解各种OS 平台，如：linux,UNIX,BSD 等。
3、随时关注网络安全最新安全动态。
4、熟悉有关网络安全的硬软件配置方法。尤其交换机和路由的配置。
5、多泡网络安全论坛。
6、终身学习。

二：网络安全必修课程：（后面的教材仅为参考）

0、专业基础：
1）C/C++：【C++Primer中文版 还有题解c++ primer 需要一定的C++基础，如果要比较基本的话，钱能的那本不错，清华大学出版社的。 <<c programming languge>> 全球最经典的C语言教程 中文名字<<c程序设计语言>>】
2）汇编语言 asm

3）操作系统【linux,UNIX,BSD】UBUNTU是linux操作系统 鸟哥的linux私房菜】

4）计算机网络

1、系统编程：（Windows核心及网络编程）

1、精通VC/C++编程，熟悉windows网络SOCKET编程开发

1）《Windows网络编程（第二版）》（附光盘），（美）Anthony Jones, Jim Ohlund着；杨合庆译；清华大学出版社，2002.1

2）《Windows 核心编程（第四版）》（附光盘），（美）Jetfrey Richter着，王建华 等译；机械工业出版社，2006.9

2、逆向工程：

1）《加密与解密（第二版）》（附光盘），段钢 着，电子工业出版社；2004.5

3、网络协议：

1）《计算机网络实验教程》（《COMPUTER NETWORKS: INTERNET PROTOCOLS IN ACTION》），（美）JEANNA MATTHEWS着，李毅超 曹跃 王钰 等译，人民邮电出版社，2006.1

2）《TCP/IP协议详解�6�1卷一：协议》、《TCP/IP详解�6�1卷2：实现》、《TCP/IP详解�6�1卷3：TCP 事务协议、HTTP、NNTP和UNIX域协议》，美 W.Richard Stevens 着，机械工业出版社，2004.9

�6�1或《用TCP/IP进行网际互联第一卷：原理、协议与结构》、《用TCP/IP进行网际互联第二卷：设计、实现与内核》、《用TCP/IP 进行网际互联第三卷:客户-服务器编程与应用》（第四版）、（美）Douglas E.Comer林瑶 等，电子工业出版社，2001 年5月

4、网络安全专业知识结构：

1）《信息安全原理与应用（第三版）》（《Security in Computing》），（美）CharlesP Pfleeger，Shari Lawrence Pfleeger着；李毅超，蔡洪斌，谭浩 等译； 电子工业出版社，2004.7

2）《黑客大曝光－－网络安全机密与解决方案》（第五版），（美）Stuart McClure，Joel Scambray， George Kurtz；王吉军 等译，清华大学出版社，2006年4月

三：英语学好，也是有用的，尤其是考一些比较有用的证。

F. 在windows下用C语言如何实现socket网络编程，需要用到哪些头文件或者库

需要用到的头文件包含：

#include <winsock2.h>

#include <windows.h>

与Linux环境下socket编程相比，windows环境多了一个步骤：启动或者初始化winsock库

Winsock，一种标准API，一种网络编程接口，用于两个或多个应用程序（或进程）之间通过网络进行数据通信。具有两个版本：

Winsock 1:

Windows CE平台支持。

头文件：WinSock.h

库：wsock32.lib

Winsock 2:

部分平台如Windows CE貌似不支持。通过前缀WSA可以区别于Winsock 1版本。个别函数如WSAStartup、WSACleanup、WSARecvEx、WSAGetLastError都属于Winsock 1.1规范的函数；

头文件：WinSock2.h

库：ws2_32.lib

mswsock.h用于编程扩展，使用时必须链接mswsock.dll

(6)计算机网络实验socket编程扩展阅读

winsock库的加载与卸载：

加载：int WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);

加载成功，返回值为0。

WORD wVersionRequested：加载的winsock版本，使用宏MAKEWORD(x, y)，x表示高字节,y表示低字节。然而使用时MAKEWORD(2, 2)。高字节与低字节相同~~

LPWSADATA lpWSAData：WSADATA结构的指针，传入参数后，系统帮助我们填充版本信息。有兴趣的可以看看结构体内容，不过基本用不着。

卸载：int WSACleanup(void);比起加载，卸载的函数真是轻松愉快。