Linux应用软件编程---网络编程（TCP：[ 其他机制、头部标志位、应用示例 ]、 HTTP：[ 万维网、概念、格式、报文、应用示例 ]

一、TCP 网络协议补充内容

1、TCP 的其他机制

    1）TCP 头部的标志位

        TCP 头部可用抓包工具 (wireshark) 来查看。

头部标志位用途
SYN请求建立连接标志位
ACK响应报文标志位
PSH携带数据标志位，通知接收方该从缓冲区读数据
FIN请求断开连接标志位
RST复位标志位
URG紧急数据标志位

        TCP 各部分所占字节数：

2、机制

    1）安全可靠

     （1）三次握手和四次挥手机制
（2）应答机制：TCP对于每一包数据都会给出相应的应答。发送数据时序列号表示这包数据的起始编号，响应报文中的确认号是接收方收到的最后一个字节编号+1。

     （3）超时重传机制：当数据发送出去等待指定时间没有收到响应，此时认为这包数据丢失则进行冲传。

     （4）滑动窗口机制：一段缓冲区，缓存TCP已发送未收到响应，准备发送等数据

    2）提高效率

     （1）延迟应答机制：发送数据的同时可以等待应答
（2）流量控制机制：结合TCP头部的窗口大小，动态调整发送速率。
（3）捎带应答机制：ACK报文可能和应用层的数据同时发送

3、应用示例

    1）使用 TCP 协议实现全双工聊天

        （1）客户端代码

#define SER_PORT 50000
#define SER_IP  "192.168.0.144"//服务端IP地址int init_tcp_cli()
{int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sockfd < 0){perror("socket error");return -1;}struct sockaddr_in seraddr;seraddr.sin_family = AF_INET;seraddr.sin_port = htons(SER_PORT);seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);int ret = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));if (ret < 0){perror("connect error");return -1;}return sockfd;
}int main(int argc, const char *argv[])
{int sockfd = init_tcp_cli();if (sockfd < 0){return -1;}pid_t pid = fork();if (pid > 0){char buff[1024] = {0};while (1){fgets(buff, sizeof(buff), stdin);send(sockfd, buff, strlen(buff), 0);if (0 == strcmp(buff, ".quit\n")){break;}}wait(NULL);}else if (0 == pid){char buff[1024] = {0};while (1){recv(sockfd, buff, sizeof(buff), 0);if (0 == strcmp(buff, ".quit\n")){break;}printf("B--->A : %s\n", buff);}}close(sockfd);return 0;
}

        （2）服务端代码

#define SER_PORT  50000
#define SER_IP    "192.168.0.144"int init_tcp_ser()
{int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sockfd < 0){perror("socket error");return -1;}struct sockaddr_in seraddr;seraddr.sin_family = AF_INET;seraddr.sin_port = htons(SER_PORT);seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));if (ret < 0){perror("bind error");return -1;}ret = listen(sockfd, 10);if (ret < 0){perror("listen error");return -1;}return sockfd;
}int main(int argc, const char *argv[])
{int sockfd = init_tcp_ser();if (sockfd < 0){return -1;}int connfd = accept(sockfd, NULL, NULL);if (connfd < 0){perror("accept error");return -1;}pid_t pid = fork();if (pid > 0){char buff[1024] = {0};while (1){fgets(buff, sizeof(buff), stdin);send(connfd, buff, strlen(buff), 0);if (0 == strcmp(buff, ".quit\n")){break;}}wait(NULL);}else if (0 == pid){char buff[1024] = {0};while (1){memset(buff, 0, sizeof(buff));recv(connfd, buff, sizeof(buff), 0);if (0 == strcmp(buff, ".quit\n")){break;}printf("A---->B : %s\n", buff);}}close(connfd);close(sockfd);return 0;
}

    2）使用 TCP 协议实现文件拷贝功能

        （1）客户端代码

#define SER_PORT 50000
#define SER_IP  "192.168.0.179"int init_tcp_cli()
{int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sockfd < 0){perror("socket error");return -1;}struct sockaddr_in seraddr;seraddr.sin_family = AF_INET;seraddr.sin_port = htons(SER_PORT);seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);int ret = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));if (ret < 0){perror("connect error");return -1;}return sockfd;
}int send_file(int sockfd, const char *filename)
{int fd = open(filename, O_RDONLY);if (fd < 0){perror("open file error");return -1;}char buff[1024] = {0};while (1){ssize_t cnt = read(fd, buff, sizeof(buff));if (cnt <= 0){break;}send(sockfd, buff, cnt, 0);}close(fd);
}int main(int argc, const char *argv[])
{if (argc < 2){printf("Usage : ./a.out <sendfile>\n");return -1;}int sockfd = init_tcp_cli();if (sockfd < 0){return -1;}send_file(sockfd, argv[1]);close(sockfd);return 0;
}

        （2）服务端代码

#define SER_PORT  50000
#define SER_IP    "192.168.0.179"int init_tcp_ser()
{int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sockfd < 0){perror("socket error");return -1;}struct sockaddr_in seraddr;seraddr.sin_family = AF_INET;seraddr.sin_port = htons(SER_PORT);seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));if (ret < 0){perror("bind error");return -1;}ret = listen(sockfd, 10);if (ret < 0){perror("listen error");return -1;}return sockfd;
}int recv_file(int connfd, const char *filename)
{int fd = open(filename, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0664);if (fd < 0){perror("open file error");return -1;}char buff[1024] = {0};while (1){ssize_t cnt = recv(connfd, buff, sizeof(buff), 0);if (0 == cnt){printf("client off\n");break;}else if (cnt < 0){perror("recv error");break;}write(fd, buff, cnt);}close(fd);
}int main(int argc, const char *argv[])
{if (argc < 2){printf("Usage : ./a.out <recvfile>\n");return -1;}int sockfd = init_tcp_ser();if (sockfd < 0){return -1;}int connfd = accept(sockfd, NULL, NULL);if (connfd < 0){perror("accept error");return -1;}recv_file(connfd, argv[1]);close(connfd);close(sockfd);return 0;
}

二、HTTP 协议

1、万维网 WWW

    1）概念

        WWW 万维网(Web)：称为世界范围的广域网，是一个大规模的、联机式的信息储藏方式。

    2）解决的问题

     （1）万维网服务器后台如何标记万维网数据 ？   

                url ： 统一资源定位符
（2）万维网客户端与万维网服务器之前使用什么方式通信：

                HTTP：超文本传输协议
（3）万维网客户端如何展示请求的数据：

                HTML：超文本标记语言

2、url 统一资源定位符

    格式： <协议>://<主机>:<端口>/<路径>

例如：https://www.baidu.com/ 
百度主页

3、HTTP 协议

    1）概念

        HTTP 协议：称为超文本传输协议，位于应用层。
端口：80
备用端口：8080
基于传输层的TCP协议

    2）HTTP 通信过程

        客户端通信流程：

        （1）请求建立TCP连接
（2）发送HTTP请求报文
（3）接收HTTP响应报文
（4）断开连接

    3）HTTP 的报文格式

      （1）报文分类

        HTTP 有两类报文：

        请求报文------从客户到服务器请求报文，见图6-12(a)

        响应报文------从服务端到客户的回答，见图6-12(b)

        由于 HTTP 是面向文本的 ( text-oriented ) ，因此在报文中的每一个字段都是一些 ASCII 码串，因而每个字段的长度都是不确定的。

        （2）HTTP 请求报文的方法

方法（操作）意义
OPTION请求一些选项的信息
GET请求读取由 URL 所标志的信息
HEAD请求读取由 URL 所标志的信息的首部
POST给服务器添加信息（例如，注释）
PUT在指明的 URL 下存储一个文档
DELETE删除指明的 URL 所标志的资源
TRACE用来进行环回测试的请求报文
CONNECT用于代理服务器

        （3）状态码

             状态码(Status-Code）都是三位数字的，分为5大类共33种。例如：

1xx表示通知信息的，如请求收到了或正在进行处理
2xx表示成功，如接受或知道了
3xx表示重定向，如要完成请求还必须采取进一步的行动
4xx表示客户的差错，如请求中有错误的语法或不能完成
5xx表示服务器的差错，如服务器失效无法完成请求

        例如，常见的三种状态行：

        （4）链接方式

        Connection: keep-alive ---> 长连接：连接保持一定时间
Connection: close ---> 短连接：连接立马断开

    4）HTTP 举例

        访问 http://news.sohu.com，得到的请求报文与响应报文。

        （1）HTTP 请求报文

请求报文
GET / HTTP/1.1\r\n
Host: news.sohu.com\r\n
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Ubuntu; Linux x86_64; rv:109.0) Gecko/20100101 Firefox/113.0\r\n
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,*/*;q=0.8\r\n
Accept-Language: en-US,en;q=0.5\r\n
Connection: keep-alive\r\n
\r\n

        （2）HTTP 响应报文

响应报文
HTTP/1.1 200 OK\r\n
Date: Mon, 25 Aug 2025 06:14:56 GMT\r\n
Content-Type: text/html;charset=utf-8\r\n
Server: openresty\r\n
Vary: Accept-Encoding\r\n
Vary: Origin
Vary: Access-Control-Request-Method
Vary: Access-Control-Request-Headers
Trace-Id: 15e6e7862abd49fdb1c327a6dbeb200d.10490.17561024969448219
Data-Source: 
X-Content-Type-Options: nosniff
X-XSS-Protection: 0
S-REQ-ID: 17348448226369344247
S-REQ-TYPE: 0
X-Cache-Lookup: Cache Miss
Content-Encoding: gzip
Cache-Control: no-cache\r\n
Transfer-Encoding: chunked\r\n
X-NWS-LOG-UUID: 17348448226369344247\r\n
Connection: keep-alive\r\n
X-Cache-Lookup: Cache Miss\r\n
\r\n
<!DOCTYPE html><html><head><script>if(window&&window.performance&&typeof window.performance.now==='function'){!window.MptcfePerf?window.MptcfePerf={headst:+new Date()}:window.MptcfePerf.headst=+new Date()}</script><meta charset=utf-8><meta http-equiv=X-UA-Compatible content="IE=edge"><meta http-equiv=x-dns-prefetch-control content=on><meta name

    5）使用响应报文定位网页

#define SER_PORT 80
#define SER_IP "219.144.82.95"int create_tcp_connect()
{int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(sockfd < 0){perror("socket error");return -1;}struct sockaddr_in seraddr;seraddr.sin_family = AF_INET;seraddr.sin_port = htons(SER_PORT);seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);int ret = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));if(ret < 0){perror("connect error");return -1;}return sockfd;
}int send_http_request(int sockfd)
{char *preq = "GET / HTTP/1.1\r\n""Host: news.sohu.com\r\n""User-Agent: Mozilla/5.0(X11;Ubuntu;Linuxx86_64;rv:109.0)Gecko/20100101 Firefox/113.0\r\n""Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,*/*;q=0.8\r\n""Accept-Language: en-US,en;q=0.5\r\n""Connection: close\r\n""\r\n";ssize_t cnt = send(sockfd, preq, strlen(preq), 0);if(cnt < 0){perror("send error");return -1;}return 0;
}int recv_http_respose(int sockfd)
{char buff[1024] = {0};while(1){ssize_t cnt = recv(sockfd, buff, sizeof(buff), 0);if(cnt < 0){perror("recv error");return -1;}else if(0 == cnt){printf("server off\n");break;}write(1, buff, cnt);}return 0;
}int main(void)
{int sockfd = create_tcp_connect();if(sockfd < 0){return -1;}send_http_request(sockfd);recv_http_respose(sockfd);close(sockfd);return 0;
}

 

【END】

 

 

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