1.TCP#xff1a;

连接导向#xff1a;TCP是一种面向连接的…一.理解TCP和UDP

TCPTransmission

Protocol是两种常见的传输层协议用于在计算机网络中提供可靠的数据传输。

1.TCP

连接导向TCP是一种面向连接的协议通信双方在数据传输前需要先建立可靠的连接。

可靠性TCP提供可靠的数据传输通过使用序列号、确认应答、超时重传等机制来确保数据的完整性和可靠性。

流量控制与拥塞控制TCP通过流量控制和拥塞控制来调节发送端的数据发送速率以避免网络拥堵或丢包现象。

有序性TCP保证数据按照发送顺序到达目标端不会发生乱序问题。

面向字节流TCP将数据视为连续的字节流进行传输没有消息边界的概念。

TCP适用于对数据完整性和可靠性要求较高的应用场景如文件传输、电子邮件、网页浏览等。

2.UDP

无连接UDP是一种无连接的协议通信双方在数据传输时不需要先建立连接。

不可靠性相比TCPUDP不提供数据的可靠性保证数据可能会丢失、乱序或重复。

无拥塞控制UDP不对数据发送速率进行调节因此可能会造成网络拥堵和丢包现象。

无序性UDP没有保证数据按照发送顺序到达目标端的机制数据可能会乱序到达。

面向报文UDP将数据视为独立的报文进行传输保留了消息的边界。

UDP适用于对实时性要求较高、数据丢失可容忍或应用自身提供可靠性机制的应用场景如音频/视频流传输、在线游戏等。

需要根据具体应用需求选择使用TCP还是UDP。

TCP提供可靠的有序数据传输适合对数据完整性要求较高的场景而UDP提供了更低的延迟和更高的实时性适用于对实时性要求较高、数据丢失可容忍的场景。

TCP/IP协议栈

sizeof(serv_adr));serv_adr.sin_family

AF_INET;serv_adr.sin_addr.s_addr

htonl(INADDR_ANY);serv_adr.sin_port

(bind(serv_sock,

str_len);close(clnt_sock);}close(serv_sock);return

}void

sizeof(serv_adr));serv_adr.sin_family

AF_INET;serv_adr.sin_addr.s_addr

inet_addr(argv[1]);serv_adr.sin_port

(connect(sock,

-1)//调用conndect函数error_handling(connect()

connected...........

std::endl;}close(sock);//调用close函数向相应套接字发送EOFEOF意味着中断连接return

}void

如果数据量太大操作系统可能把数据分成多个数据包发送到客户端但是服务器端每次接收读取之后只调用一次

write

1.说明TCP/IP的4层协议栈并说明TCP和UDP套接字经过的层级结构差异。

TCP/IP协议栈是一个网络通信的基本模型它由四层协议组成分别是应用层、传输层、网络层和链路层。

应用层应用层提供了用户与网络之间的接口负责处理特定的应用程序数据。

常见的应用层协议有HTTP、FTP、SMTP等。

传输层传输层主要负责在网络中传输数据。

其中最重要的两个协议是TCP传输控制协议和UDP用户数据报协议。

TCP套接字经过传输层。

TCP是一种面向连接的协议提供可靠的数据传输。

它通过建立连接、数据分段、流量控制、拥塞控制等机制来保证数据的可靠性和顺序性。

TCP套接字在传输层使用IP地址和端口号进行标识。

UDP套接字也经过传输层。

UDP是一种无连接的协议不提供可靠性保证。

它将数据打包成数据报发送不关心数据是否能够到达目标地址。

UDP套接字同样使用IP地址和端口号进行标识。

网络层IP层网络层负责将数据从源主机传输到目标主机它使用IP协议进行数据包的路由选择和转发。

IP协议为数据包分配唯一的IP地址。

链路层链路层是网络通信的物理层和数据链路层接口负责将网络层传输的数据转换成比特流进行物理传输。

它包括了物理寻址、帧封装和错误检测等功能。

IP层和链路层之间的关系是协同工作。

IP层将数据封装成IP数据包在传输过程中会添加源IP地址和目标IP地址然后将数据包交给链路层进行物理传输。

链路层收到IP数据包后会添加自己的帧头和帧尾信息并将数据包转换成比特流发送。

接收端的链路层会将接收到的比特流重新组装成帧并去除链路层的头部和尾部信息然后将数据包交给IP层进行进一步处理。

总结来说IP层负责寻址、路由选择和数据包的传输控制而链路层负责物理传输和错误检测。

它们共同协作完成了数据从源主机到目标主机的传输过程。

所以TCP和UDP套接字在协议栈的层级结构上并无差异都经过传输层。

它们的主要区别在于TCP提供面向连接的可靠传输而UDP提供无连接的不可靠传输。

根据应用场景的需要可以选择使用TCP或UDP来进行数据传输。

2.为什么要把TCP/IP协议栈分成4层或7层结合开放式系统回答?

TCP/IP协议栈被分成多层的设计是出于以下几个原因其中也与开放式系统相关

模块化设计将TCP/IP协议栈分成多层可以实现模块化的设计每一层都有明确定义的功能和责任。

这样可以提高系统的可维护性和可扩展性。

如果需要对某一层进行修改或替换只需关注特定层而无需改动其他层。

逻辑分离将网络通信过程划分为不同的层级可以实现逻辑上的分离。

每一层专注于自身的任务不需要关心其他层的具体实现。

这种分离使得各层之间的接口定义清晰降低了系统的复杂性。

标准化和互操作性将TCP/IP协议栈分成多层使得每一层的功能和协议得到标准化。

这样不同厂商、不同操作系统的设备都可以按照相同的标准实现对应的层从而实现互操作性。

这种开放式的设计使得不同设备和系统能够无缝地进行通信。

灵活性和可定制性通过分层设计可以根据具体需求选择性地使用不同层提供的功能。

例如某些应用场景可能只需要传输层和网络层的功能可以选择性地使用这些层而不需要实现其他层。

这种灵活性和可定制性使得TCP/IP协议栈适应各种不同的网络和应用需求。

综上所述将TCP/IP协议栈分成多层结构是为了实现模块化设计、逻辑分离、标准化和互操作性以及提供灵活性和可定制性。

这样的设计使得开放式系统中的不同设备和系统能够相互通信并且能够根据具体需求进行定制和扩展。

3.客户端调用connect函数向服务器端发送连接请求。

服务器端调用哪个函数后客户端可以调用connect函数

服务器端调用

在TCP通信中服务器端需要先调用listen函数来监听指定的端口以便接受客户端的连接请求。

listen函数使得服务器端处于监听状态等待客户端连接。

一旦服务器端调用了listen函数客户端就可以通过调用connect函数向服务器端发送连接请求。

connect函数会建立与服务器端的连接并进行三次握手来确保连接的可靠性。

所以客户端需要在服务器端调用listen函数之后才能调用connect函数以发起与服务器的连接。

4.什么时候创建连接请求等待队列有何作用和accept有什么关系

连接请求等待队列是在服务器端调用listen函数后创建的。

它的作用是用于存储尚未被服务器端accept函数接受的客户端连接请求。

当服务器端调用listen函数后它会开始监听指定的端口并将该端口设置为监听状态等待客户端的连接请求。

如果有多个客户端同时向服务器端发送连接请求而服务器端只能逐个处理这些请求这时就需要使用连接请求等待队列。

连接请求等待队列允许服务器端在处理一个连接请求时将其他连接请求暂时保存起来以便后续处理。

通过使用连接请求等待队列可以确保当服务器端正在处理一个连接请求时其他连接请求不会被丢失。

当服务器端调用accept函数时它从连接请求等待队列中取出一个连接请求进行处理。

accept函数会建立与客户端的连接并返回一个新的套接字服务器端可通过这个套接字与对应的客户端进行通信。

因此连接请求等待队列与accept函数密切相关。

连接请求等待队列存储了尚未被接受的客户端连接请求而accept函数则负责从队列中取出连接请求并建立连接。

通过连接请求等待队列和accept函数的配合使用服务器端能够管理和处理多个客户端的连接请求。

5.客户端中为何不需要调用bind函数分配函数地址如果不调用bin函数那么何时如何向套接字分配IP地址和端口号

在客户端中不需要调用bind()函数来分配函数地址是因为客户端一般不需要绑定特定的IP地址和端口号。

客户端的套接字可以通过操作系统自动分配可用的临时端口并自动关联客户端的IP地址。

当客户端创建套接字时操作系统会自动选择一个可用的本地端口并将其与套接字进行关联。

这个过程通常称为隐式绑定implicit

隐式绑定可以确保客户端使用的本地端口是唯一的并且不会与其他应用程序冲突。

对于大多数客户端应用程序而言这种自动分配是足够的无需显式调用bind()函数。

需要注意的是如果你想要在客户端使用特定的本地IP地址和端口号或者需要进行端口重用等特殊操作那么你可能需要调用bind()函数来手动指定这些参数。

但一般情况下客户端并不需要手动调用bind()函数来分配函数地址。

要求服务器端从客户端获得多个数字和运算符信息然后把结果传回客户端。

1.op_server.cpp

clnt_adr_sz;if(argc!2){std::coutUsage

:argv[0]portstd::endl;exit(1);}serv_socksocket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);if(serv_sock-1)error_handling(socket()

error);memset(serv_adr,0,sizeof(serv_adr));serv_adr.sin_familyAF_INET;serv_adr.sin_addr.s_addrhtonl(INADDR_ANY);serv_adr.sin_porthtons(atoi(argv[1]));if(bind(serv_sock,(struct

sockaddr*)serv_adr,sizeof(serv_adr))-1)error_handling(bind()

error);if(listen(serv_sock,5)-1)error_handling(listen()

error);clnt_adr_szsizeof(clnt_adr);for(i0;i5;i){opnd_cnt0;//运算个数clnt_sockaccept(serv_sock,(struct

sockaddr*)clnt_adr,clnt_adr_sz);read(clnt_sock,opnd_cnt,1);recv_len0;while((opnd_cnt*OPSZ1)recv_len){//读取运算值recv_cntread(clnt_sock,opinfo[recv_len],BUF_SIZE-1);recv_lenrecv_cnt;}resultcalculate(opnd_cnt,(int*)opinfo,opinfo[recv_len-1]);write(clnt_sock,(char*)result,sizeof(result));close(clnt_sock);//当前客户端结束后关闭}close(serv_sock);return

}int

resultopnds[0],i;switch(op){case

:for(i1;iopnum;i)

char*message){std::coutmessagestd::endl;exit(1);

}2.op_client.cpp

serv_adr;if(argc!3){std::coutUsage:argv[0]IP

portstd::endl;exit(1);}socksocket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sock-1)error_handling(socket()

error);memset(serv_adr,0,sizeof(serv_adr));serv_adr.sin_familyAF_INET;serv_adr.sin_addr.s_addrinet_addr(argv[1]);serv_adr.sin_porthtons(atoi(argv[2]));if(connect(sock,(struct

sockaddr*)serv_adr,sizeof(serv_adr))-1)error_handling(connect()

......std::endl;std::coutOperand

count:

;std::cinopnd_cnt;//获取运算个数opmsg[0](char)opnd_cnt;for(i0;iopnd_cnt;i){std::coutOperand

i1:

;std::cin*(int*)opmsg[i*OPSZ1];std::cin.ignore();//相当于换行}std::coutOpreator:

;std::cinopmsg[opnd_cnt*OPSZ1];//输入运算符write(sock,opmsg,opnd_cnt*OPSZ2);//传输给服务器端read(sock,result,RLT_SIZE);std::coutOperation

result:

resultstd::endl;close(sock);return

}void

*message){std::coutmessagestd::endl;exit(1);