"本资源是关于网络程序设计的实践学习,特别关注TCP协议的理解和TCP套接口编程。实验目的是深入理解TCP协议的工作机制,包括报文格式、连接建立与释放、数据传输中的编号和确认、校验和计算以及重传机制。此外,还要求掌握套接口地址的使用和TCP套接口编程的主要函数。提供了客户端和服务端的基本通信编程示例代码,以帮助学习者实际操作和理解网络通信过程。"
在《网络程序设计实践》中,实验的核心知识点主要包括以下几个方面:
1. **TCP协议**:
- **报文格式**:TCP报文由报头和数据两部分组成,报头包含了源和目的端口号、序列号、确认号、数据偏移量、保留位、标志位(如SYN、ACK、FIN等)、窗口大小、校验和、紧急指针等重要字段。
- **连接建立**:TCP连接通过三次握手实现,即SYN-SYN+ACK-ACK的过程,确保双方都有能力进行可靠的数据传输。
- **连接释放**:TCP断开连接使用四次挥手,即FIN-ACK-FIN-ACK,确保所有数据传输完毕且双方都收到对方关闭连接的通知。
- **数据传输**:TCP使用序列号和确认号来跟踪每个字节的数据,确保数据的顺序和无丢失传输。
- **校验和**:TCP报文头和数据部分用于检验传输错误,确保数据的完整性。
- **重传机制**:当接收方未收到数据或确认时,TCP会自动重传,以处理网络丢包问题。
2. **TCP套接口编程**:
- **套接口地址**:结构体`sockaddr_in`用于表示IPv4的套接口地址,包含IP地址和端口号。
- **主要函数**:包括`socket()`创建套接字,`bind()`绑定地址到套接字,`listen()`启动监听,`accept()`接收连接请求,`connect()`客户端连接服务器,`send()`和`recv()`发送和接收数据,以及`close()`关闭套接字等。
- **调用流程**:通常包括创建套接字、绑定地址、启动监听(服务器端),或者创建套接字、连接服务器(客户端),然后进行数据交换,最后关闭套接字。
在给出的客户端代码`client.c`中,可以看到以下关键步骤:
- 使用`gethostbyname()`解析主机名获取IP地址。
- 将命令行参数转换为端口号。
- 打开一个文本文件并读取其内容,准备发送到服务器。
- 创建套接字,并使用`connect()`连接到服务器的指定端口。
- 使用`send()`发送文件内容,`recv()`接收服务器响应,最后关闭套接字。
这个实验提供了一个基础的TCP客户端-服务器通信模型,通过实际编写代码加深对TCP协议和套接口编程的理解。学生可以通过修改和扩展这些代码,进一步探索网络程序设计的其他复杂特性,如多线程、并发连接、超时重试等。