嵌入式LINUX网络编程6.ppt

第6章嵌入式LINUX网络编程1．OSI参考模型与TCP/IP参考模型
OSI协议参考模型，它是基于国际标准化组织（ISO）的建议发展起来的。从上到下共分七层：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层及物理层。但这七层在实际中却没有得到广泛的应用，其重要的原因之一就在于它过于复杂。但它仍是此后很多协议的基础，这种分层架构的思想在很多领域都得到了广泛的应用。
与此相区别的TCP/IP协议模型从一开始就遵循简单明确的设计思路，它将OSI的7层协议模型简化为4层，从而更有利于实现和使用。TCP/IP的协议参考模型和OSI协议参考模型的对应关系如下图。2．TCP/IP协议族3．TCP和UDP
（1）TCP
TCP的上层是应用层，因此，TCP数据传输实现了从一个应用程序到另一个应用程序的数据传递。应用程序通过编程调用TCP并使用TCP服务，提供需要准备发送的数据，用来区分接收数据应用的目的地址和端口号。
通常应用程序通过打开一个socket来使用TCP服务，TCP管理到其他socket的数据传递。可以说，通过IP的源/目的可以唯一地区分网络中两个设备的关联，通过socket的源/目的可以唯一地区分网络中两个应用程序的关联。
三次握手协议：
TCP对话通过三次握手来初始化的。三次握手的目的是使数据段的发送和接收同步，告诉其他主机其一次可接收的数据量，并建立虚连接。
三次握手的简单过程。
初始化主机通过一个同步标志置位的数据段发出会话请求。
接收主机通过发回具有以下项目的数据段表示回复：同步标志置位、即将发送的数据段的起始字节的顺序号、应答并带有将收到的下一个数据段的字节顺序号。
请求主机再回送一个数据段，并带有确认顺序号和确认号。（2）UDP
UDP既用户数据报协议，它是一个无连接协议，因此不需要TCP那样通过三次握手来建立一个连接。同时，一个UDP应用可同时作为应用的客户或服务器方。由于UDP协议并不需要建立一个明确的连接，因此建立UDP应用要比建立TCP应用简单得多。
UDP协议从问世至今已被使用了很多年，它比TCP协议更为高效，也能更好的解决实时性问题。如今，包括网络视频会议系统在内的众多客户/服务器模式的网络应用都使用UDP协议。
UDP数据包头：
源地址、目的地址：16位长，标识出远端和本地的端口号。
数据包的长度是指包括报头和数据部分在内的总的字节数。因为报头的长度是固定的，所以该域主要用来计算可变长度的数据部分。

（3）协议的选择
协议的选择应考虑以下3方面：
对数据可靠性的要求
对数据要求高可靠性的应用需选择TCP协议，如验证、密码字段的传送都是不允许出错误的，而对数据可靠性要求不那么高的应用可选择UDP协议。
应用的实时性
由于TCP协议在传送过程中要求进行三次握手、重传确认等手段来保证数据传送的可靠性。使用TCP会有很大的时延，因此不适合对实时性要求较高的应用，如视频监控等。相反，UDP则在这些方面能发挥很好的应用。
网络的可靠性
由于TCP的提出主要是解决网络的可靠性问题，它通过各种机制来减少错误发生的概率。因此，在网络状况不是很好的情况下需选择TCP协议（如在广域网等情况），但是在网络状况很好的情况下（如局域网等）就不需要再采用TCP协议，选择UDP来减少网络负荷。1．Socket概念
（1）socket定义
在LINUX中网络编程是通过socket接口来进行的。Socket接口是一种特殊的I/O，它也是一种文件描述符。每一个socket都用一个半相关描述{协议，本地地址、本地端口}来表示；一个完整的套接字则用一个相关描述{协议，本地地址、本地端口、远程地址、远程端口}。Socket也有一个类似于打开文件的函数调用，该函数返回一个整型的socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过socket来实现的。
（2）socket类型
常用的socket有3种类型如下：
流式socket（SOCK_STREAM）
流式套接字提供可靠的、面向连接的通信流；它使用TCP协议，从而保证了数据传输的正确性和顺序性。
数据报socket（SOCK_DGRAM）
数据报套接字定义了一种无连接的服务，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并不保证是可靠、无差错的。它使用UDP协议。
原始socket
原始套接字允许底层协议如IP或ICMP进行直接访问。它的功能强大但使用较为不便，主要应用于一些协议的开发。
2．地址及顺序处理
（1）地址结构相关处理
数据结构介绍
下面介绍两个重要的数据类型：sockaddr和sockaddr_in,这两个结构类型都是用来保存socket信息的，如下：
Structsockaddr{
unsignedshortsa_family;/*地址族*/
charsa_data[14