嵌入式学习----网络通信之TCP协议通信

TCP（即传输控制协议）：是一种面向连接的传输层协议，它能提供高可靠性通信(即数
据无误、数据无丢失、数据无失序、数据无重复到达的通信)

 适用情况：
1. 适合于对传输质量要求较高，以及传输大量数据
的通信。
2. 在需要可靠数据传输的场合，通常使用TCP协议
3. QQ等即时通讯软件的用户登录账户管理相关
的功能通常采用TCP协议

tcp协议特点:
1. 面向连接   //类似打电话通话之前 ，必须先打通 
2. 可靠传输   //保证数据准确可靠 (tcp协议机制 里面的功能 )
3. 面向字节流程
 

TCP服务器端：首先产生一个socket，用bind绑定socket，再调用listen函数

  int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
                socklen_t addrlen);

  
2、bind函数解析

原型：int bind(int sockfd,

struct sockaddr *my_addr, 
             socklen_t addrlen);
功能：如果该函数在服务器端调用，则表示将参数1相关
      的文件描述符文件与参数2 指定的接口地址关联，
      用于从该接口接受数据。

      如果该函数在客户端调用，则表示要将数据从
      参数1所在的描述符中取出并从参数2所在的接口
      设备上发送出去。

        注意：
        如果是客户端，则该函数可以省略，由默认接口发送数据。
参数：
      sockfd 之前通过socket函数创建的文件描述符，套接字id
      my_addr 是物理接口的结构体指针。表示该接口的信息。

      struct sockaddr      通用地址结构 --- ip + 端口 
      {
          u_short sa_family;  地址族
          char sa_data[14];   地址信息
      };
      //本地 socket 
      //网络 ipv4 
      //     ipv6 

      转换成网络地址结构如下：
      struct sockaddr_in    ///网络地址结构
      {
          u_short           sin_family; //地址族
          u_short           sin_port;   //地址端口
          struct in_addr  sin_addr;   //地址IP  //"192.168.1.123"
          char               sin_zero[8]; //占位
      };
     //in_addr_t  === unsigned int 
      struct in_addr
      {
          in_addr_t s_addr;
      }

3.listen函数解析

（1）listen函数的工作原理：

通过函数创建的socket首先会用bind进行绑定，然后通过listen转化为一种特殊的socket，这种socket具体监听的作用，当监听的socket遇到其他客户端发来的通信链接请求时，会产生一个等待连接的队列，随后accep函数将从队列中第一个等待连接请求开始产生一个用于通信的socket，然后通过accept产生的socket完成客户端和服务器端的通信过程

过程图：

（1）listen函数原型：

#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);

函数功能：将套接字文件描述符从主动转为被动文件描述符，然后用于被动监听客户端的连接
函数返回值：成功返回0，失败返回-1， errno被设置

参数：
a. sockfd 表示socket创建的套接字文件描述符

b. backlog 指定队列的容量
这个队列用于记录正在连接但是还没有连接完成的客户端，一般设置队列的容量为2，3即可。队列的最大容量需要小于30

（2）accept函数原型：

#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

函数功能：
被动监听客户端发起的tcp连接请求，三次握手后连接建立成功。客户端connect函数请求发起连接。
连接成功后服务器的tcp协议会记录客端的ip和端口，如果是跨网通信，记录ip的就是客户端所在路由器的公网ip
返回值：
成功：返回一个通信描述符，专门用于与连接成功的客户端进行通信。
失败：返回-1 ，并设置errno

函数参数：
a. sockfd 已经被listen转为了被动描述符的“套接字文件描述符”，专门用于客户端的监听，入股sockfs没有被listen函数转为被动描述符，则accept是无法将其用来监听客户端连接的。
套接字文件描述符默认是阻塞的，即如果没有客户端请求连接的时候，此时accept会阻塞，直到有客户端连接；如果不想套接字文件描述符阻塞，则可以创建套接字 socket函数 时指定type为SOCK_NOBLOCK

b. addrlen表示第二个参数addr的大小，不顾要求给定地址

c. addr: 用于记录发起连接请求的那个客户端的IP端口
建立连接时服务器的TCP协议会自动解析客户端发来的数据包，从中获取客户端的IP和端口号
这里如果服务器应用层需要用到客户端的 IP和端口号，可以给accept指定第二个参数addr,以获取TCP链接时的客户端ip和端口号；如果服务器应用层不需要，则写NULL即可
addr的结构体类型为 struct sockaddr