計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計

計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計要求一、實驗內(nèi)容利用實驗室提供的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，完成以下兩個實驗：1）實驗一（必做）2）從實驗二和實驗三中選擇一個完成。 具體實驗要求見后。二、實驗要求實驗分組進行，每組3-4人，自愿組織，每組選擇一名組長，共同完成實驗內(nèi)容。實驗要求如下：以上實驗按照要求完成，具有演示效果，并由指導(dǎo)教師驗收；按要求撰寫實驗報告，每人提交一份；三、實驗報告格式見附錄C。實驗一數(shù)據(jù)包的捕獲與分析1.1課程設(shè)計目的數(shù)據(jù)包捕獲技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。本實驗通過Wireshark軟件的安裝使用，監(jiān)控局域網(wǎng)的狀態(tài)，捕獲在局域網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，并結(jié)合在計算機網(wǎng)絡(luò)課程中學(xué)習(xí)到的理論知識，對常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)包做出分析，加深網(wǎng)絡(luò)課程知識的理解和掌握。1.2課程設(shè)計內(nèi)容Wireshark是一種開源的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的捕獲和分析軟件，本實驗通過Wireshark軟件的安裝使用，監(jiān)控局域網(wǎng)的狀態(tài)，捕獲在局域網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，并結(jié)合在計算機網(wǎng)絡(luò)課程中學(xué)習(xí)到的理論知識，對常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)包做出分析，加深網(wǎng)絡(luò)課程知識的理解和掌握。具體內(nèi)容及要求如下：Wireshark軟件的安裝；Wireshark軟件的啟動，并設(shè)置網(wǎng)卡的狀態(tài)為混雜狀態(tài)，使得Wireshark可以監(jiān)控局域網(wǎng)的狀態(tài)；啟動數(shù)據(jù)包的捕獲，跟蹤PC之間的報文，并存入文件以備重新查；設(shè)置過濾器過濾網(wǎng)絡(luò)報文以檢測特定數(shù)據(jù)流；對常用協(xié)議的數(shù)據(jù)包的報文格式進行分析，利用協(xié)議分析軟件的統(tǒng)計工具顯示網(wǎng)絡(luò)報文的各種統(tǒng)計信息。1.3相關(guān)知識數(shù)據(jù)包捕獲技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。以太網(wǎng)（Ethernet）具有共享介質(zhì)的特征，信息是以明文的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，當網(wǎng)絡(luò)適配器設(shè)置為監(jiān)聽模式（混雜模式，Promiscuous）時，由于采用以太網(wǎng)廣播信道爭用的方式，使得監(jiān)聽系統(tǒng)與正常通信的網(wǎng)絡(luò)能夠并聯(lián)連接，并可以捕獲任何一個在同一沖突域上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。IEEE802.3標準的以太網(wǎng)采用的是持續(xù)CSMA的方式，正是由于以太網(wǎng)采用這種廣播信道爭用的方式，使得各個站點可以獲得其他站點發(fā)送的數(shù)據(jù)。運用這一原理使信息捕獲系統(tǒng)能夠攔截的我們所要的信息，這是捕獲數(shù)據(jù)包的物理基礎(chǔ)。以太網(wǎng)是一種總線型的網(wǎng)絡(luò)，從邏輯上來看是由一條總線和多個連接在總線上的站點所組成。各個站點采用上面提到的CSMA/CD協(xié)議進行信道的爭用和共享，每個站點（這里特指計算機通過的接口卡）網(wǎng)卡來實現(xiàn)這種功能。網(wǎng)卡主要的工作是完成對于總線當前狀態(tài)的探測，確定是否進行數(shù)據(jù)的傳送，判斷每個物理數(shù)據(jù)幀目的地是否為本站地址，如果不匹配，則說明不是發(fā)送到本站的而將它丟棄。如果是的話，接收該數(shù)據(jù)幀，進行物理數(shù)據(jù)幀的CRC校驗，然后將數(shù)據(jù)幀提交給LLC子層。網(wǎng)卡具有如下的幾種工作模式：1)廣播模式（BroadCastModel）：它的物理地址（MAC）地址是0Xffffff的幀為廣播幀，工作在廣播模式的網(wǎng)卡接收廣播幀。2）多播傳送（MultiCastModel）：多播傳送地址作為目的物理地址的幀可以被組內(nèi)的其它主機同時接收，而組外主機卻接收不到。但是，如果將網(wǎng)卡設(shè)置為多播傳送模式，它可以接收所有的多播傳送幀，而不論它是不是組內(nèi)成員。3）直接模式（DirectModel）：工作在直接模式下的網(wǎng)卡只接收目地址是自己MAC地址的幀。4）混雜模式（PromiscuousModel）：工作在混雜模式下的網(wǎng)卡接收所有的流過網(wǎng)卡的幀，信包捕獲程序就是在這種模式下運行的。網(wǎng)卡的缺省工作模式包含廣播模式和直接模式，即它只接收廣播幀和發(fā)給自己的幀。如果采用混雜模式，一個站點的網(wǎng)卡將接受同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有站點所發(fā)送的數(shù)據(jù)包這樣就可以到達對于網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)視捕獲的目的。1.4課程設(shè)計分析1、在PＣ中安裝協(xié)議分析軟件（如：Wireshark）。具體安裝過程詳見Wireshark用戶指南。2、啟動Wireshark協(xié)議分析軟件，選擇抓包菜單項啟動實時監(jiān)視器，開始實時跟蹤顯示網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報文?？筛鶕?jù)系統(tǒng)提示修改顯示方式，詳見Wireshark用戶指南。3、調(diào)出跟蹤存儲的歷史報文，選擇有代表性的ETHERNETⅡ，IEEE802.3，IP，ICMP，TCP，UDP報文，對照有關(guān)協(xié)議逐個分析報文各字段的含義及內(nèi)容。ETHERNET報文格式DSTADDRSRCADDRTYPEINFO6字節(jié)6字節(jié)2字節(jié)最大長度1518字節(jié)IEEE802.3報文格式DSTADDRSRCADDRLENDSAPSSAPCONTROLINFO6字節(jié)6字節(jié)2字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)1/2字節(jié)信息最大長度1518字節(jié)IP報文格式VERSIONIHLTOSTOTALLENGTNIDENTIFICATIONFLAGSFRAGMENTOFFSETTTLPROTOWTHEADERCHECLCSUMSOWRCEADDRESSDRSTINWTIONADDRESSOPTIONSPADDINGINFO4、設(shè)置過濾器屬性，如目的地址，源地址，協(xié)議類型等。如過濾不需要的網(wǎng)絡(luò)報文，過濾器允許設(shè)置第二層，第三層或第四層的協(xié)議字段。過濾器有兩種工作方式：1）捕獲前過濾：協(xié)議分析軟件用過濾器匹配網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)報文，僅當匹配通過時才捕獲報文。2）捕獲后過濾：協(xié)議分析軟件捕獲所有報文，但僅顯示匹配符合過濾條件的報文。選擇統(tǒng)計菜單項可以顯示網(wǎng)絡(luò)中各種流量的統(tǒng)計信息，如：關(guān)于字節(jié)數(shù)，廣播中報文數(shù)，出錯數(shù)等。詳見：Wireshark用戶指南。

實驗二網(wǎng)絡(luò)層實驗—Ping程序的設(shè)計與實現(xiàn)2.1課程設(shè)計目的本實驗?zāi)康氖鞘箤W(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的原理及實現(xiàn)方法。2.2課程設(shè)計內(nèi)容本實驗為ICMP實驗。實驗內(nèi)容：Ping命令實現(xiàn)的擴充，在給定的Ping程序的基礎(chǔ)上做如下功能擴充：-h 顯示幫助信息-b 允許ping一個廣播地址，只用于IPv4-t設(shè)置ttl值，只用于IPv4-q 安靜模式。不顯示每個收到的包的分析結(jié)果，只在結(jié)束時，顯示匯總結(jié)果Ping命令的基本描述Ping的操作是向某些IP地址發(fā)送一個ICMPEcho消息，接著該節(jié)點返回一個ICMPEchoreply消息。ICMP消息使用IP頭作為基本控制。IP頭的格式如下012301234567890123456789012345678901+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|Version|IHL|TypeofService|TotalLength|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|Identification|Flags|FragmentOffset|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|TimetoLive|Protocol|HeaderChecksum|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|SourceAddress|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|DestinationAddress|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+Version=4IHLInternet頭長TypeofService=0TotalLengthIP包的總長度Identification,Flags,FragmentOffset用于IP包分段TimetoLiveIP包的存活時長ProtocolICMP=1Addresses發(fā)送Echo消息的源地址是發(fā)送Echoreply消息的目的地址,相反,發(fā)送Echo消息的目的地址是發(fā)送Echoreply消息的源地址。Ping實際上是使用ICMP中的ECHO報文來實現(xiàn)的。Echo或EchoReply消息格式如下:012301234567890123456789012345678901+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|Type|Code|Checksum|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|Identifier|SequenceNumber|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|Data...+-+-+-+-+-Typeecho消息的類型為8echoreply的消息類型為0。Code=0Checksum為從TYPE開始到IP包結(jié)束的校驗和Identifier如果code=0,identifier用來匹配echo和echoreply消息SequenceNumber如果code=0,identifier用來匹配echo和echoreply消息功能描述:收到echo消息必須回應(yīng)echoreply消息。identifier和sequencenumber可能被發(fā)送echo的主機用來匹配返回的echoreply消息。例如:identifier可能用于類似于TCP或UDP的port用來標示一個會話,而sequencenumber會在每次發(fā)送echo請求后遞增。收到echo的主機或路由器返回同一個值與之匹配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述1)IP包格式structip{ BYTEVer_ihl;//版本號與包頭長度 BYTETOS;//服務(wù)類型 WORDLeng;//IP包長度 WORDId;//IP包標示,用于輔助IP包的拆裝,本實驗不用,置零 WORDFlg_offset;//偏移量,也是用于IP包的拆裝,本實驗不用,置零 BYTETTL;//IP包的存活時間 BYTEProtocol;//上一層協(xié)議,本實驗置ICMP WORDChecksum;//包頭校驗和,最初置零,等所有包頭都填寫正確后,計算并替換。 BYTESaddr[4];//源端IP地址 BYTEDaddr[4];//目的端IP地址 BYTEData[1];//IP包數(shù)據(jù)};2）ICMP包格式structicmp{ BYTEType; //ICMP類型,本實驗用8:ECHO0:ECHOREPLY BYTECode;//本實驗置零 WORDChecksum;//ICMP包校驗和,從TYPE開始,直到最后一位用戶數(shù)據(jù),如果為字節(jié)數(shù)為奇數(shù)則補充一位 WORDID;//用于匹配ECHO和ECHOREPLY包 WORDSeq;//用于標記ECHO報文順序 BYTEData[1];//用戶數(shù)據(jù)};2.3課程設(shè)計分析總體設(shè)計程序分為兩大部分：一部分讀取收到的所有消息，并輸出ICMPEchoreplay消息，另一部分每隔一秒鐘發(fā)送一個Echo消息。另一部分由SIGALARM信號每秒驅(qū)動一次。詳細設(shè)計ping程序函數(shù)概貌1）main函數(shù)2）readloop函數(shù)3）proc函數(shù)4）send函數(shù)

實驗三應(yīng)用層實驗—簡單聊天程序的設(shè)計與實現(xiàn)3.1課程設(shè)計目的聊天程序是上網(wǎng)時經(jīng)常使用的網(wǎng)絡(luò)程序，通過它大家彼此之間可以交流信息。本實驗要求完成一個聊天程序的簡單設(shè)計與實現(xiàn)。通過聊天程序的設(shè)計與實現(xiàn)，可以達到如下目的：掌握網(wǎng)絡(luò)編程的知識和技能；熟悉網(wǎng)絡(luò)軟件的開發(fā)過程，鍛煉解決實際問題的能力。3.2課程設(shè)計內(nèi)容本實驗要求設(shè)計并實現(xiàn)一個簡單的聊天程序，包括服務(wù)器實現(xiàn)和客戶端實現(xiàn)，具體內(nèi)容和要求如下：使用MSN或者QQ，分析聊天程序的功能需求；在給定的參考程序的基礎(chǔ)上，參考MSN或者QQ，對功能做出擴充，不局限于以下的范圍：在客戶端界面上顯示所有聯(lián)入聊天服務(wù)器的用戶；支持兩個用戶之間的聊天；支持增加好友的功能，好友上線時如果該用戶在線，則做出提醒；增加用戶的個人信息修改、保存和查詢；在聊天內(nèi)容中支持中文；在聊天內(nèi)容中支持圖片等多媒體信息；支持在用戶之間傳輸文件等附件；其他擴展。3.3相關(guān)知識套接字編程的基本知識參見附錄B.3.4課程設(shè)計分析聊天程序主要利用Java網(wǎng)絡(luò)包中的服務(wù)器套接字和客戶端套接字實現(xiàn)，其核心部分的實現(xiàn)思路如下：服務(wù)器根據(jù)指定的端口創(chuàng)建服務(wù)器套接字，并在該端口偵聽連接請求；每一個新加入的客戶端創(chuàng)建客戶端套接字，與服務(wù)器進行連接；每一個連接在服務(wù)器有一個連接池保持連接；當其中的一個客戶端發(fā)出聊天信息后，對應(yīng)的連接的服務(wù)器程序在接收到該消息后，向其所維持的所有的客戶連接廣播該消息。附錄ALinux的安裝與編程1安裝Linux將RedHatLinux9的第一張光盤放到光驅(qū)中，重啟計算機，出現(xiàn)以下界面后按“回車鍵”選“簡體中文”，并按“Next（N）”按鈕按“下一步（N）”按鈕選“服務(wù)器”，并按“下一步（N）”按鈕選“自動分區(qū)（A）”，并按“下一步（N）”按鈕選“是”按鈕選“刪除系統(tǒng)內(nèi)所有的Linux分區(qū)”，并按“下一步（N）”按鈕選“是”按鈕按“下一步（N）”按鈕選“下一步（N）”按鈕按“編輯（E）”，在“編輯接口eth0”窗口中，選“引導(dǎo)式激活（A）”，并輸入機器的“IP地址”和“子網(wǎng)掩碼”，然后按“確定”在“主機名”中選“手工配置”，并在文本框中輸入服務(wù)器名，在“其它設(shè)置”中輸入該機器的網(wǎng)關(guān)和DNS信息，然后按“下一步（N）”按鈕選“無防火墻（o）”，并按“下一步（N）”按鈕在“選擇系統(tǒng)默認語言”選“Chinese（P.R.ofChina）”，在“選擇您想在該系統(tǒng)上安裝的其它語言（A）”選“English（GreatBritain）”，并按“下一步（N）”按鈕在“位置”中選“亞洲/上?！?，并按“下一步（N）”按鈕輸入root用戶的口令，并按“下一步（N）”按鈕在“選擇軟件包組”中，選“全部”，并按“下一步（N）”按鈕按“下一步（N）”按鈕選“否，我不想創(chuàng)建引導(dǎo)盤（D）”，并按“下一步（N）”按鈕按“下一步（N）”按鈕按“下一步（N）”按鈕按“下一步（N）”按鈕按“退出（E）”按鈕，安裝完成。2配置服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)部分安裝時沒配置網(wǎng)絡(luò)，或網(wǎng)絡(luò)參數(shù)需要修改假設(shè)機器IP地址為，網(wǎng)關(guān)為，DNS為2.1配置服務(wù)器的IP修改/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0文件，內(nèi)容大致如下DEVICE=eth0BOOTPROTO=staticBROADCAST=IPADDR=NETMASK=NETWORK=ONBOOT=yes2.2配置服務(wù)器的網(wǎng)關(guān)修改/etc/sysconfig/network文件，內(nèi)容大致如下NETWORKING=yesHOSTNAME=localhostGATEWAY=2.3配置服務(wù)器的DNS修改/etc/resolv.conf文件，內(nèi)容大致如下nameserver2.4讓新的配置起作用重啟機器或運行以下命令#servicenetworkrestart3安裝與配置SecureCRT軟件（Windows下）該客戶軟件允許計算機登錄到遠程的服務(wù)器并運行該服務(wù)器上的應(yīng)用程序。假設(shè)遠程的服務(wù)器的地址為，用戶名為abc，密碼為abc1233.1安裝SecureCRT軟件（略）3.2首次登錄按“QuickConnect”按鈕在“hostname”中輸入遠程服務(wù)器的地址，并按“Connect”按鈕選“AcceptOnce”輸入用戶“abc”的密碼“abc123”，并按“OK”按鈕在以下界面可以在遠程服務(wù)器上運行該普通用戶可以運行所有命令3.3再次登錄按“Connect”按鈕選擇要登錄的服務(wù)器，并按“Connect”3~5同“首次登陸”的3~54編輯源程序4.1用Linux下的Vi或其他編輯器編輯源程序，或4.2先在Windows下編輯源程序，然后通過Ftp傳到Linux下Linux下重啟Ftp服務(wù)命令：#servicevsftpdrestart注：需要root用戶權(quán)限。#提示符表示在root用戶下或設(shè)置vsftpd自動啟動chkconfigvsftpdon或運行ntsysv將vsftpd選上（用空格鍵選中或取消服務(wù)）或echo"/usr/local/sbin/vsftpd&">>/etc/rc.local5編譯連接源程序命令格式：$gcc–o要生成的可執(zhí)行文件名源文件名注：普通用戶權(quán)限即可，$提示符表示在普通用戶下5.1編譯連接服務(wù)器程序$gcc-otcpserv01tcpserv01.c注：-o后是要輸出的可執(zhí)行文件，tcpserv01.c是服務(wù)器端的程序5.2編譯連接客戶端程序$gcc-otcpcli01tcpcli01.c注：-o后是要輸出的可執(zhí)行文件，tcpcli01.c是客戶端的程序6運行源程序格式：$./生成的可執(zhí)行文件[參數(shù)表]6.1運行服務(wù)器程序$./tcpserv01&注：&表示以后臺程序啟動6.2運行客戶端程序$./tcpcli01注：是服務(wù)器的地址7停止程序7.1查看進程命令$psaux7.2殺死后臺進程命令$kill進程號8基本TCP客戶-服務(wù)器程序的套接口函數(shù)9啟動/停止服務(wù)器daytime服務(wù)9.1啟動服務(wù)器daytime服務(wù)1．修改/etc/xinetd.d/daytime文件將其中的“disable=yes”改為“disable=no”2．啟動xinetd#/etc/rc.d/init.d/xinetdrestart9.2停止服務(wù)器daytime服務(wù)將/etc/xinetd.d/daytime文件中的“disable=no”改為“disable=yes”，并重啟xinetd即可10附：源程序清單10.1取服務(wù)器日期時間客戶端程序：daytimecli.c#include<netinet/in.h>#include<errno.h>#include<stdio.h>#defineMAXLINE4096intmain(intargc,char**argv){intsockfd,n;charrecvline[MAXLINE+1];structsockaddr_inservaddr;if(argc!=2){printf("usage:daytimecli<IPaddress>\n");exit(1);}if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0){printf("socketerror.\n");exit(1);}bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));servaddr.sin_family=AF_INET;servaddr.sin_port=htons(13);/*daytimeserver*/if(inet_pton(AF_INET,argv[1],&servaddr.sin_addr)<=0){printf("inet_ptonerrorfor%s\n",argv[1]);exit(1);}if(connect(sockfd,(structsockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0){printf("connecterror.\n");exit(1);}while((n=read(sockfd,recvline,MAXLINE))>0){recvline[n]=0;if(fputs(recvline,stdout)==EOF){printf("fputserror.\n");exit(1);}}if(n<0){printf("readerror.\n");exit(1);}exit(0);}10.2字符回顯的服務(wù)器程序：tcpserv01.c#include<netinet/in.h>#include<errno.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<sys/socket.h>#defineMAXLINE4096#defineLISTENQ1024/*2ndargumenttolisten()*/#defineSERV_PORT9877#defineSAstructsockaddrvoidstr_echo(int);ssize_treadline(int,void*,size_t);staticssize_tmy_read(int,char*);intmain(intargc,char**argv){intlistenfd,connfd;pid_tchildpid;socklen_tclilen;structsockaddr_incliaddr,servaddr;if((listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0){printf("socketerror.\n");exit(1);}bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));servaddr.sin_family=AF_INET;servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT);if(bind(listenfd,(SA*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0){printf("binderror.\n");exit(1);}if(listen(listenfd,LISTENQ)<0){printf("listenerror.\n");exit(1);}for(;;){clilen=sizeof(cliaddr);if((connfd=accept(listenfd,(SA*)&cliaddr,&clilen))<0){printf("accepterror.\n");exit(1);}if((childpid=fork())==0){ close(listenfd);str_echo(connfd);exit(0);}close(connfd);}} voidstr_echo(intsockfd){ssize_tn;charline[MAXLINE];for(;;){if((n=readline(sockfd,line,MAXLINE))==0)return;/*connectionclosedbyotherend*/write(sockfd,line,n);}}/*endstr_echo*/ssize_treadline(intfd,void*vptr,size_tmaxlen){intn,rc;charc,*ptr;ptr=vptr;for(n=1;n<maxlen;n++){if((rc=my_read(fd,&c))==1){*ptr++=c;if(c=='\n')break;/*newlineisstored,likefgets()*/}elseif(rc==0){if(n==1)return(0);/*EOF,nodataread*/elsebreak;/*EOF,somedatawasread*/}elsereturn(-1);/*error,errnosetbyread()*/}*ptr=0;/*nullterminatelikefgets()*/return(n);}/*endreadline*/staticssize_tmy_read(intfd,char*ptr){staticintread_cnt=0;staticchar*read_ptr;staticcharread_buf[MAXLINE];if(read_cnt<=0){again:if((read_cnt=read(fd,read_buf,sizeof(read_buf)))<0){if(errno==EINTR)gotoagain;return(-1);}elseif(read_cnt==0)return(0);read_ptr=read_buf;}read_cnt--;*ptr=*read_ptr++;return(1);}/*endssize_t*/10.3字符回顯的客戶端程序：tcpcli01.c#include<netinet/in.h>#include<errno.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<sys/socket.h>#defineMAXLINE4096#defineLISTENQ1024/*2ndargumenttolisten()*/#defineSERV_PORT9877#defineSAstructsockaddrvoidstr_cli(FILE*,int);ssize_treadline(int,void*,size_t);staticssize_tmy_read(int,char*);intmain(intargc,char**argv){intsockfd;structsockaddr_inservaddr;if(argc!=2){ printf("usage:tcpcli01<IPaddress>");exit(1);}if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0){printf("socketerror.\n");exit(1);}bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));servaddr.sin_family=AF_INET;servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT);inet_pton(AF_INET,argv[1],&servaddr.sin_addr);if(connect(sockfd,(SA*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0){printf("connecterror.\n");exit(1);}str_cli(stdin,sockfd);exit(0);}voidstr_cli(FILE*fp,intsockfd){charsendline[MAXLINE],recvline[MAXLINE];while(fgets(sendline,MAXLINE,fp)!=NULL){write(sockfd,sendline,strlen(sendline)); if(readline(sockfd,recvline,MAXLINE)==0){ printf("str_cli:serverterminatedprematurely.\n");exit(1);} fputs(recvline,stdout);}}/*endstr_cli*/ssize_treadline(intfd,void*vptr,size_tmaxlen){intn,rc;charc,*ptr;ptr=vptr;for(n=1;n<maxlen;n++){if((rc=my_read(fd,&c))==1){*ptr++=c;if(c=='\n')break;/*newlineisstored,likefgets()*/}elseif(rc==0){if(n==1)return(0);/*EOF,nodataread*/elsebreak;/*EOF,somedatawasread*/}elsereturn(-1);/*error,errnosetbyread()*/}*ptr=0;/*nullterminatelikefgets()*/return(n);}/*endreadline*/staticssize_tmy_read(intfd,char*ptr){staticintread_cnt=0;staticchar*read_ptr;staticcharread_buf[MAXLINE];if(read_cnt<=0){again:if((read_cnt=read(fd,read_buf,sizeof(read_buf)))<0){if(errno==EINTR)gotoagain;return(-1);}elseif(read_cnt==0)return(0);read_ptr=read_buf;}read_cnt--;*ptr=*read_ptr++;return(1);}/*endssize_t*/附錄BJava網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)知識1Internet地址操作網(wǎng)絡(luò)中的每一臺計算機都有一個IP地址來唯一的標識。這些IP地址有4個字節(jié)長的IPv4地址，也有16個地址長的IPv6地址。為了方便記憶這些IP地址，人們使用了域名，域名服務(wù)使得域名和IP地址關(guān)聯(lián)起來。J.InetAddress類是對IP地址（包括IPv4和IPv6）的抽象和封裝，它是后續(xù)網(wǎng)絡(luò)類學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)編程的基礎(chǔ)。1.類的聲明publicclassInetAddressimplementsSerializable該類繼承自O(shè)bject對象，并實現(xiàn)了Serializable接口。2.對象的創(chuàng)建InetAddress類提供了四個靜態(tài)的構(gòu)造方法，這三個方法如下：publicstaticInetAddressgetByAddress(Stringhost,byte[]addr)throwsUnknownHostException根據(jù)給出的IP地址和主機名創(chuàng)建一個InetAddress對象，不需要訪問域名服務(wù)獲得信息。publicstaticInetAddressgetByName(Stringhost) throwsUnknownHostException給出主機的名稱，決定主機的IP地址。publicstaticInetAddressgetByAddress(byte[]addr) throwsUnknownHostException給出原始的IP地址，返回一個InetAddress對象。這三個方法在執(zhí)行的過程中，其中后面的兩個需要連接域名服務(wù)器獲得相關(guān)的信息，并給類中的屬性進行賦值操作（如類中的屬性StringhostName，intaddress等），訪問域名服務(wù)器的操作封裝在類中的一個私有方法（privatestaticObjectgetAddressFromNameService(Stringhost)）中。InetAddress.getByName(StringhostName)這個靜態(tài)構(gòu)造方法以主機名為參數(shù)，使用域名服務(wù)查找該主機的IP地址。調(diào)用的代碼如下：在調(diào)用該方法的時候，如果在域名服務(wù)中沒有找到主機，會拋出UnknownHostException的異常，需要進行捕獲處理：InetAddress.getByAddress(Stringhost,byte[]addr)方法在程序員知道IP地址和域名的準確信息時使用，在該方法的執(zhí)行過程中不需要訪問域名服務(wù)獲得信息，所以在性能上會有一定的提高。有的時候一個域名會對應(yīng)多個IP地址，InetAddress.getAllByName(StringhostName)會返回一個InetAddress的數(shù)組。用法與InetAddress.getByName(StringhostName)類似，同樣在調(diào)用的時候需要捕獲UnknownHostException異常。此外，InetAddress類還提供了一個查找本機IP地址的構(gòu)造函數(shù)，publicstaticInetAddressgetLocalHost()throwsUnknownHostException，該函數(shù)返回一個包含本機IP地址信息的InetAddress對象。3.屬性讀取方法InetAddress包含了主機名（StringhostName）和IP地址（intaddress）兩個關(guān)鍵屬性，這兩個屬性在類創(chuàng)建的過程中完成賦值，并提供了四個屬性讀取的方法來獲得這些屬性。publicbyte[]getAddress()方法會以網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的字節(jié)數(shù)組的方式獲得IP地址，使用該方法的原因就是用來進行IP地址的屬性判斷，如判斷一個IP地址是IPv4地址還是一個IPv6地址，這可以通過字節(jié)數(shù)組的長度來進行判斷，如果長度為4則是IPv4的地址，如果長度為16則為IPv6的地址。通常的用法如下：publicStringgetCanonicalHostName()方法用來返回規(guī)范化的域名。通常的用法如下：publicStringgetHostAddress()方法返回文本格式的IP地址，如，用法與上面的方法類似，不再詳細介紹。publicStringgetHostName()方法返回字符串類型的主機名，如果該主機沒有主機名，則返回文本格式的IP地址，用法與上面的方法類似，不再詳細介紹。4.地址類型判斷方法不同的地址具有不同的特征，有的是本地地址，有的是組播地址。Java提供了大量的方法進行地址類型的判斷，方便用戶針對不同的地址類型進行后續(xù)處理工作，如表1-1所示：表1-1IP地址類型判斷方法方法聲明說明publicbooleanisMulticastAddress()判斷InetAddress是不是組播地址publicbooleanisAnyLocalAddress()判斷InetAddress是不是通配地址publicbooleanisLoopbackAddress()判斷InetAddress是不是回路地址publicbooleanisLinkLocalAddress()判斷InetAddress是不是本地鏈接地址publicbooleanisSiteLocalAddress()判斷InetAddress是不是本地網(wǎng)站地址publicbooleanisMCGlobal()判斷InetAddress是不是全球組播地址publicbooleanisMCNodeLocal()判斷InetAddress是不是本地接口組播地址publicbooleanisMCLinkLocal()判斷InetAddress是不是子網(wǎng)范圍組播地址publicbooleanisMCSiteLocal()判斷InetAddress是不是網(wǎng)站范圍組播地址publicbooleanisMCOrgLocal()判斷InetAddress是不是組織范圍組播地址publicbooleanisReachable(inttimeout)throwsIOException判斷InetAddress是不是在規(guī)定時間內(nèi)可達上面的地址類型判斷和測試IP地址的可達性主要是針對一些比較專業(yè)的應(yīng)用，開發(fā)普通網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的程序員不必深究。2URL和URLConnectionURL(UniformResourceLocator：統(tǒng)一資源定位符)用來標識Internet上資源的位置，典型的URL如URL類URL類是對URL的抽象，URL類根據(jù)URL的各個組成部分設(shè)置了不同的屬性，如協(xié)議、主機名、端口、路徑、文件名等等，這些屬性的設(shè)置方法只對包內(nèi)成員可見，但是具有公共的屬性讀取方法來獲得它們的值。（1）類的聲明publicfinalclassURLimplementsjava.io.Serializable該類繼承子java.lang.Object對象，并實現(xiàn)了java.io.Serializable接口。它是一個final類型的類，也就是不能基于URL類派生新的子類。（2）對象的創(chuàng)建URL類提供了六個普通的構(gòu)造函數(shù)，用于創(chuàng)建一個URL對象。這六個構(gòu)造函數(shù)的區(qū)別在于輸入的參數(shù)不同，也就是創(chuàng)建URL對象時擁有的信息不同。在創(chuàng)建對象時如果創(chuàng)建沒有提供支持的協(xié)議的時候，會拋出不良URL的異常（MalformedURLException）。這六個構(gòu)造函數(shù)的列表和說明如表2-1所示。表2-1URL對象的構(gòu)造方法方法聲明說明publicURL(Stringprotocol,Stringhost,intport,Stringfile,URLStreamHandlerhandler)throwsMalformedURLException根據(jù)給定的協(xié)議、主機、端口、文件和流處理器創(chuàng)建URL對象。host可以是主機名或者文本類型的IP地址。如果port傳入的數(shù)值是-1，則表示采用該支持協(xié)議的默認端口。每一個URL對象在工作時都有一個URL的流處理器，這里可以制定一個定制的流處理器，而不是采用默認值。給出的參數(shù)不合法會拋出MalformedURLException。publicURL(Stringspec)throwsMalformedURLException給定一個字符串表示的URL構(gòu)造一個URL對象，這是創(chuàng)建URL對象的最簡單的方式。給出的參數(shù)不合法會拋出MalformedURLException。publicURL(URLcontext,Stringspec)throwsMalformedURLException在上下文URL和相對URL的基礎(chǔ)上構(gòu)造一個新的URL對象。給出的參數(shù)不合法會拋出MalformedURLException。publicURL(URLcontext,Stringspec,URLStreamHandlerhandler)throwsMalformedURLException在上下文URL和相對URL的基礎(chǔ)上構(gòu)造一個新的URL對象,并給定定制的流處理器。給出的參數(shù)不合法會拋出MalformedURLExceptionpublicURL(Stringprotocol,Stringhost,Stringfile)throwsMalformedURLException根據(jù)給定的協(xié)議、主機和文件來創(chuàng)建URL對象。host可以是主機名或者文本類型的IP地址。給出的參數(shù)不合法會拋出MalformedURLException。publicURL(Stringprotocol,Stringhost,intport,Stringfile)throwsMalformedURLException根據(jù)給定的協(xié)議、主機、端口和文件來創(chuàng)建URL對象。host可以是主機名或者文本類型的IP地址。如果port傳入的數(shù)值是-1，則表示采用該支持協(xié)議的默認端口。給出的參數(shù)不合法會拋出MalformedURLException。通常的用法如下：（3）屬性的讀取方法我們已經(jīng)知道一個典型的URL是由協(xié)議、主機名、路徑、端口等若干個部分組成的。URL類把這些URL的若干部分實現(xiàn)為類的屬性，并提供了讀取這些屬性的方法，如表2-2所示。表2-2URL類的屬性讀取方法方法聲明說明publicStringgetQuery()獲得URL的查詢字符串部分，如果URL不包含一個查詢字符串，則返回null。publicStringgetPath()獲得URL的路徑部分，如果URL中不包含一個路徑，則返回null。與getFile()不同的是，它只包含路徑，不包含查詢字符串。publicStringgetAuthority()獲得URL的授權(quán)部分，通常授權(quán)信息包括用戶名和口令等用戶信息、主機和端口。publicintgetPort()獲得URL的端口部分，如果端口沒有設(shè)置，則返回-1。publicintgetDefaultPort()獲得與URL中協(xié)議相關(guān)的默認端口，如果沒有定義默認端口則返回-1。publicStringgetProtocol()獲得URL中的協(xié)議名稱部分。publicStringgetHost()獲得URL中的主機名部分。publicStringgetFile()獲得URL中的文件名部分，如果URL中沒有包含查詢字符串，則該方法與getPath()的返回值是一樣的；如果URL中包含了查詢字符串，則該方法除了getPath()的內(nèi)容以外，還包含查詢字符串。publicStringgetRef()獲得URL中的片斷標識符部分，如果URL中沒有片斷標識符，則返回null。通常的用法如下：（4）判斷方法publicbooleansameFile(URLother)用來比較兩個URL指向的是不是同一個文件，通常用法如下：（5）從指定的URL中獲得數(shù)據(jù)的方法僅僅封裝URL并不是URL類的目的，建立URL類的目的是從URL指向的位置獲得數(shù)據(jù)。URL提供了5個從URL指向的位置獲取數(shù)據(jù)的方法。publicURLConnectionopenConnection()throwsIOExceptionpublicURLConnectionopenConnection(Proxyproxy)throwsIOException前面的這兩個方法都是返回一個.URLConnection對象，關(guān)于URLConnection對象的使用在后文中會有詳細介紹。publicfinalInputStreamopenStream()throwsIOException獲得該URL的一個連接，并返回一個InputStream對象從該連接中獲得數(shù)據(jù)。該方法就是openConnection().getInputStream()的縮寫。它的使用方法在URLConnection對象時有詳細介紹。publicfinalObjectgetContent()throwsIOException該方法獲得URL指向資源的內(nèi)容，并嘗試把它轉(zhuǎn)換一個對象，是openConnnection().getContent()的縮寫。該方法的通常用法如下：publicfinalObjectgetContent(Class[]classes)throwsIOException在getContent()方法的使用過程中，我們會發(fā)現(xiàn)因為不知道獲得的對象的類別，所以在實際的應(yīng)用過程中很難進行有針對性的處理。該方法嘗試以類數(shù)組中的類對象來完成內(nèi)容的轉(zhuǎn)換，這樣就比較有針對性?！镎堊⒁狻镌贘ava中，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸都是建立在流（Stream）的基礎(chǔ)上，所以發(fā)送、接受數(shù)據(jù)和讀、寫文件沒有分別，使用的都是Java的I/O機制，這也就是在URL對象獲得數(shù)據(jù)的時候拋出都是IOException的原因。2.URLConnection類URLConnection是一個抽象類，它是表示應(yīng)用程序和一個URL之間的通信連接的所有類的基類。該類的實例既可以向URL所指向的資源寫入數(shù)據(jù)，也可以從資源讀取數(shù)據(jù)。對于與服務(wù)器的交互，URLConnection提供了更多的控制。URLConnection提供了更加易于使用、更加高級的網(wǎng)絡(luò)連接，但是它更加貼近于HTTP協(xié)議，非常適用于連接HTTP服務(wù)器?？偟恼f來，創(chuàng)建一個URLConnection可以分為以下幾個步驟：通過訪問URL對象的openConnection()方法創(chuàng)建connection對象；配置啟動參數(shù)和總的請求屬性；使用connect()方法創(chuàng)建與遠程對象的實際連接；創(chuàng)建完連接以后，遠程對象就可以訪問了，訪問的內(nèi)容包括首部字段和內(nèi)容。（1）對象的創(chuàng)建protectedURLConnection(URLurl)URLConnection類只有一個受保護的構(gòu)造函數(shù)，不能基于該構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建對象，只能通過別的類的openConnection()方法來創(chuàng)建，本書重點介紹基于前文介紹的URL類創(chuàng)建URLConnection的方法。創(chuàng)建URLConnection對象的通常用法如下：URLConnection作為一個抽象類，它具有一個抽象方法publicabstractvoidconnect()throwsIOException，該方法在派生子類的時候必須得到實現(xiàn)，它負責建立與服務(wù)器的連接。（2）獲得頭部信息一個客戶與服務(wù)器的交互協(xié)議可能設(shè)置一個頭部，頭部一般包括一些控制信息。例如HTTP的頭部包括所請求文檔的內(nèi)容類型、文檔長度、編碼字符集、時間等信息。URLConnection提供了讀取頭部信息的大量的函數(shù)，如表2-3所示。表2-3頭部信息讀取方法方法聲明說明publicintgetContentLength()獲得content-length頭部信息，也就是URL所指向的資源的內(nèi)容的長度，如果長度不可知，則返回-1。publicStringgetContentType()獲得content-type頭部信息，也就是URL所指向的資源的內(nèi)容類型，如果未知，則返回null。publicStringgetContentEncoding()獲得content-encoding頭部信息，也就是URL所指向的資源的內(nèi)容編碼，如果未知，則返回null。publiclonggetExpiration()獲得expire頭部信息，也就是URL指向的資源的過期日期，如果未知則返回0。publiclonggetDate()獲得date頭部信息，也就是URL指向的資源的發(fā)送日期，如果未知則返回0。publiclonggetLastModified()獲得last-modified頭部信息，也就是URL指向的資源的最后修改日期，如果未知則返回0。publicStringgetHeaderField(Stringname)獲得指定名稱的頭部字段，publicintgetHeaderFieldInt(Stringname,intDefault)獲得指定名稱的頭部信息，并嘗試把它轉(zhuǎn)換成為一個整數(shù)。publiclonggetHeaderFieldDate(Stringname,longDefault)獲得指定名稱的頭部信息，并嘗試把它轉(zhuǎn)換成為一個日期。publicStringgetHeaderFieldKey(intn)獲得第n個頭部字段的鍵值。publicStringgetHeaderField(intn)獲得第n個頭部字段的值。（3）配置啟動參數(shù)和請求屬性URLConnection提供了七個屬性進行數(shù)據(jù)傳輸過程的控制：protectedURLurl;protectedbooleandoInput=true;protectedbooleandoOutput=false;protectedbooleanallowUserInteraction=defaultAllowUserInteraction;protectedbooleanuseCaches=defaultUseCaches;protectedlongifModifiedSince=0;protectedbooleanconnected=false;并提供了設(shè)置這些屬性和讀取這些屬性的方法，如publicvoidsetDoInput(booleandoInput)和publicbooleangetDoInput()，這些方法一般在連接之前完成設(shè)置。（4）發(fā)送和接受數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)的流程如下：調(diào)用URL對象的openConnection()方法，獲得URLConnection對象；調(diào)用URLConnection對象的getInputStream()方法獲得一個輸入流；使用輸入流操作數(shù)據(jù)通常的用法如下：發(fā)送數(shù)據(jù)的流程與寫入數(shù)據(jù)的流程基本類似，不同的是，調(diào)用的是URLConnection對象的獲得輸出流的方法3套接字編程套接字（Socket）是一種軟件形式的抽象，用于表達兩臺機器間一個連接的兩端。針對一個連接，每臺機器上都有一個套接字。在Java中，我們創(chuàng)建一個套接字，用它建立與其他機器的連接，得到的結(jié)果是一個InputStream以及OutputStream，從而將連接作為一個IO流對象對待。有兩個基于流的套接字類：.ServerSocket和.Socket，分別用于服務(wù)器端和客戶端建立套接字連接。1.客戶端套接字使用客戶端套接字進行編程的步驟一般包括：構(gòu)造一個新的套接字對象；使用新創(chuàng)建的套接字對象連接遠程服務(wù)器；連接成功，從套接字獲得輸入流和輸出流，進而開始發(fā)送和接受數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸完畢，關(guān)閉連接。下面我們開始針對上面的每一個步驟進行說明。（1）新建一個套接字對象客戶端套接字總共提供了9個構(gòu)造函數(shù)，其中一個是受保護類型（protected），只能用于派生類提供自己的套接字實現(xiàn)時使用；兩個用于構(gòu)造UDP傳輸?shù)臉?gòu)造函數(shù)已經(jīng)廢棄，采用新的數(shù)據(jù)報套接字（DatagramSocket）替代；還有兩個用于創(chuàng)建未連接的客戶端套接字對象的構(gòu)造函數(shù)，在基于客戶端套接字類派生新的子類實現(xiàn)一種特殊的套接字類的時候使用；剩余的4個構(gòu)造函數(shù)經(jīng)常用于創(chuàng)建套接字對象，這里給予詳細介紹。publicSocket(Stringhost,intport) throwsUnknownHostException,IOException這個構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個指定主機上的指定端口的套接字，并且嘗試連接遠程主機。host是用字符串表示的主機名，port是0～65535之間的整數(shù)值，表示端口。因為在該構(gòu)造函數(shù)不僅僅是創(chuàng)建套接字對象，還嘗試連接遠程的主機，所以當給定的主機名無法解析時會拋出UnknownHostException異常；其他原因?qū)е聼o法連接時會拋出IOException異常。通常的用法如下：publicSocket(InetAddressaddress,intport)throwsIOException這個構(gòu)造函數(shù)與上一個構(gòu)造函數(shù)類似，同樣是構(gòu)造一個指定主機上的指定端口的套接字，并且嘗試連接遠程主機，不同的是傳入的參數(shù)不同，它使用InetAddress對象指定主機，而不是使用字符串形式的主機名。如果在連接主機的過程中出現(xiàn)無