一、IP地址
1、什么是IP地址
IP地址是指计算机在网络上的地址，一台计算机可以有多个IP地址（看网卡上配置了多少个地址），通过IP地址，一台计算机可以找到远在千里之外的另一台计算机，并将信息投递给它。IP地址对应IP协议，IP协议工作在OSI七层模型中的网络层。
2、IP报文结构（IPv4）
我们先来看看IP报文结构图：
（1）版本字段：长度为4位，表示所使用的网络层IP的版本号。版本字段值为4，表示IPv4；值为6，表示IPv6。 （2）报文长度：长度字段为4位，IP分组的分组长度在20~60字节；IP分组的分组头必须是4字节的整数倍，如果不是，则由填充字段“添0”补充。 （3）服务类型：长度为8位，用于指示路由器如何处理该分组。服务类型由4位服务类型字段和3为优先级字段构成，有1位的保留位 （4）总长度：长度为16位，它定义的是以字节为单位的分组总长度，是报文长度与数据长度之和。他表示的IP分组的最大长度为65535字节。 （5）生存时间TTL：设置了数据包可以经过的路由器数目。一旦经过一个路由器，TTL的值就会减1，当该字段为0时，数据包被抛弃。 （6）头校验和：字段长度为8位，设置头部校验和是为了保证分组头部的数据完整性 （7）协议字段：字段长度为8位，指使用IP的高层协议类型。 （8）标识符字段：字段长度为16位，标识ID是片识别的标记，主要是为了防止出现片混乱现象。 （9）片偏移字段：长度为13位，表示分片在整个分组中的相对位置。
3、IP地址分类
为了便于寻址以及层次化构造网络，每个IP地址包括两个标识码（ID），即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID，网络上的一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）有一个主机ID与其对应。Internet委员会定义了5种IP地址类型以适合不同容量的网络，即A类~E类。
4、IP地址的组成
IP地址由两部分组成，网络部分和主机部分，比如：
二、端口号
1、基本概念
如果把IP地址比作一间房子 ，端口就是出入这间房子的门。真正的房子只有几个门，但是一个IP地址的端口 可以有65536（即：256×256）个之多！端口是通过端口号来标记的，端口号只有整数，范围是从0 到65535（256×256）。 （1）端口号是一个2字节16位的整数，用来标识一个进程，告诉操作系统当前的数据要交给哪一个进程来处理。 （2）IP地址用于标识一个主机的地址，端口号用于标识进程，所以IP地址+端口号能够标识网络上的某一台主机的某一个进程。 （3）一个端口号只能被一个进程占用。
2、理解“端口号”与“进程ID”
进程ID表示唯一一个进程，端口号也标识一个进程，那么端口号与进程ID之间有什么关联呢？ 端口号与进程ID的关系就相当于工号与身份证号的关系； 一个进程可以绑定多个端口号，但是一个端口号只能被一个进程占用。
3、源端口号和目的端口号
源端口标识发起通信的那个进程，目的端口标识接受通信的那个进程。有了端口号，接受到报文后才能够知道将报文发送到哪个进程。
三、TCP协议
TCP是TCP/IP协议栈中的传输层的协议，TCP协议又叫传输控制协议(Transport Control Protocal)，是面向连接的，可靠的字节流服务。
四、UDP协议
UDP是传输层协议，和TCP协议处于一个分层中，但是与TCP协议不同，UDP协议并不提供超时重传，出错重传等功能，也就是说其是不可靠的协议。
五、网络字节序
1、基本概念
网络字节顺序是TCP/IP中规定好的一种数据表示格式，它与具体的CPU类型、操作系统等无关，从而可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释。网络字节顺序采用big endian（大端）排序方式。 字节序可分为两类： a) Little-Endian：就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。 b) Big-Endian：就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
2、几种转换函数（网络字节序与主机字节序的转换）
#include<arpa/inet.h>
unit32_t htonl(unit32_t hostlong）；
unit16_t htons(unit16_t hostshort);
unit32_t ntohl(unit32_t netlong);
unit16_t ntohs(unit16_t netshort);
这些函数名很好记,h表示host,n表⽰示network,l表示32位长整数,s表示16位短整数。 例如htonl表示将32位的长整数从主机字节序转换为网络字节序,例如将IP地址转换后准备发送。 如果主机是小端字节序,这些函数将参数做相应的大小端转换然后返回; 如果主机是大端字节序,这些 函数不做转换,将参数原封不动地返回
六、socket编程接口
1、创建socket文件描述符
函数说明：domain：表示协议簇 type：协议类型 protocol：协议编号 返回值：调用成功，返回一个标识该套接字的文件描述符，失败返回-1.
2、绑定端口号
函数说明： sockfd:用socket函数创建的文件描述符。 addr:指向一个结构为sockaddr参数的指针，sockaddr包含了地址、端口和IP地址等信息。
3、监听socket
4、接收请求
5、建立连接
sockaddr 结构 sockaddr_in 结构
七、简单的UDP网络程序
client.c（客户端）
1 #include<stdio.h>
2 #include<sys/socket.h>
3 #include<string.h>
4 #include<stdlib.h>
5 #include<sys/types.h>
6 #include<netinet/in.h>
7 #include<arpa/inet.h>
8
9
10 int main(int argc,char* argv[])
11 {
12 int sock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
13 if(sock<0)
14 {
15 perror("socket");
16 return 2;
17 }
18
19 struct sockaddr_in server;
20 server.sin_family=AF_INET;
21 server.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
22 server.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
23
24 char buf[1024];
25 struct sockaddr_in peer;
26 while(1)
27 {
28 socklen_t len=sizeof(peer);
29 printf("Please Enter#");
30 fflush(stdout);
31 ssize_t s=read(0,buf,sizeof(buf)-1);
32 if(s>0)
33 {
34 buf[s-1]=0;
35 sendto(sock,buf,strlen(buf),0,\
36 (struct sockaddr*)&server,sizeof(server));
37 ssize_t _s = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf)-1, 0,\
38 (struct sockaddr*)&peer, &len);
39 if(_s>0)
40 {
41 buf[_s]=0;
42 printf("server echo# %s\n",buf);
43 }
44 }
45 }
46 }
server.c（服务器端）
1 #include<stdio.h>
2 #include<sys/socket.h>
3 #include<string.h>
4 #include<netinet/in.h>
5 #include<arpa/inet.h>
6 #include<stdlib.h>
7 #include<sys/types.h>
8
9 int main(int argc, char* argv[])
10 {
11 int sock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
12 if(sock<0){
13 perror("socket");
14 return 2;
15 }
16
17 struct sockaddr_in local;
18 local.sin_family=AF_INET;
19 local.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
20 local.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
21
22 if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0)
23 {
24 perror("bind");
25 return 3;
26 }
27
28 char buf[1024];
29 struct sockaddr_in client;
30 while(1)
31 {
32 socklen_t len=sizeof(client);
33 ssize_t s=recvfrom(sock,buf,sizeof(buf)-1,0,\
34 (struct sockaddr*)&client,&len);
35 if(s>0)
36 {
37 buf[s]=0;
38 printf("[%s:%d]:&s\n",inet_ntoa(client.sin_addr),\
39 ntohs(client.sin_port),buf);
40 sendto(sock,buf,strlen(buf),0,\
41 (struct sockaddr*)&client,sizeof(client));
42 }
43 }
44
45 }
