Beej's网络编程指南中文版：开源工具链详解

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"《Beej's Guide to Network Programming》中文版由Brian "Beej" Jorgensen编写，中文翻译由Aaron Liao负责，该书于2014年4月29日发布。本书是网络编程领域的经典之作，涵盖了TCP/IP套接字编程的基础知识，适合对网络编程感兴趣的开发者深入学习。书中首先介绍了作者对完成此教程过程中所有给予支持的人的感谢，包括古往今来的技术支持、Ashley的封面设计、以及各种开源软件如GNU、Slackware、vim、Python等，这些都是实现教程的重要工具。特别强调的是，作者使用了100%自由和开源软件的工具链，从XML编写到最终的PDF输出，体现了对开源精神的尊重。封面的设计艺术性和图片处理是通过Inkscape和定制的Python脚本完成的，这些工具展示了作者对技术细节的关注。XML文档经过转换后，利用Apache FOP工具进一步转化为使用Liberation字体的PDF文档。此外，书中还提到了版权声明，作者提供作品时不作任何形式的担保，包括但不限于所有权、适销性、特定用途的适用性、非侵权性，以及潜在或隐含的质量保证或准确性。对于想要学习网络编程特别是TCP/IP套接字编程的读者来说，这本书不仅提供了实用的技术指导，也体现了开放源代码社区的合作精神和技术创新。无论是初学者还是经验丰富的程序员，都能从中找到有价值的内容和灵感。通过阅读这本书，读者将深入了解网络通信的原理，掌握如何构建高效、安全的网络应用。"

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[C1] Behrouz Forouzan, TCP/IP Protocol Suite, 4 edition, Mcgraw-Hill Inc., 2009.

[C2] Kevin R. Fall and W. Richard Stevens, TCP/IP Illustrated, The Protocols, Vol. 1, 2 edition, Addison-

Wesley Inc., 2011.

[C3] Douglas E. Comer, Internetworking with TCP/IP principles, protocols, and architecture, Vol. 1, 6

edition, Pearson education Inc., 2013.

[C4] Pat Eyler, Networking Linux: A Practical Guide to TCP/IP, New Riders Inc., 2001.

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[11] http://en.wikipedia.org/wiki/ELIZA

地址 ::1 是个 loopback（回路网络接口）地址，它永远只代表＂我现在执行的这台电脑

＂，在 IPv4 中，lookback 地址是 127.0.0.1。

最後，你可能会遇到 IPv6 与 IPv4 兼容的模式。例如，如果你愿意的话，你可以将 IPv4

address 192.0.2.33 以 IPv6 地址表示，可以使用如下的符号：＂::ffff:192.0.2.33＂。

我们所谓的自信，实际上，因为自信，所以 IPv6 的发明人很有把握的将兆来兆去的地址

用於保留用途，不过说实在的，我们有这麽多地址，谁能算清楚呢？

还剩下很多地址可以分配给星系中每个行星的每个男人丶女人丶小孩丶小狗跟停车计时

收费器。相信我，星系中的每个行星都有行车计时收费器。你明白这是真的。

3.1.1 Sub network (子网)

为了结构化的理由，有时我们这样宣告是很方便的：＂IP address 的前段是 IP address 的

network（网路），而後面的部分是 host（主机）。＂

例如：在 IPv4，你可能有 192.0.2.12，而我们可以说前面三个 bytes 是 network，而最後

一个 byte 是 host。或者换个方式，我们能说 host 12 位在 network 192.0.2.0。［请参考

我们如何将 host byte 清为零］。

接下来要讲的是过时的资料了！

真的吗？

很久很久以前，有 subnets（子网）的＂class＂（分类），在这里，地址的第一个丶前二个

或前三个 bytes 都是属於 network 的一部分。如果你很幸运可以拥有一个 byte 的

network，而另外三个 bytes 是 host 地址，那在你的网路上，你有价值 24 bits 的 host

number［大约两千四百万个地址左右］。这是一个＂Class A＂（A 类）网路；相对则是一

个＂Class C＂（ C 类）的网路，network 有三个 bytes 丶而 host 只有一个 byte［ 256 个

hosts，而且还要再扣掉两个保留的地址］。

所以，如同你所看到的，只有一些 Class A 网路，一大堆的 Class C 网路，以及一些中等

的 Class B 网路。

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IP address 的网络地址位数由 netmask（网路掩码）决定，你可以将 IP address 与 netmask

进行 AND bitwise，就能得到 network 的值。Netmask 一般看起来像是 255.255.255.0［

如：若你的 IP 是 192.0.2.12 ，那麽使用这个 netmask 时，你的 network 就会是

192.0.2.12 AND 255.255.255.0 所得到的值：192.0.2.0］。

无庸置疑的，这样的分类对於 Internet 的最终需求而言并不够细腻；我们已经以相当快的

速度在消耗 Class C 网路，这是我们都知道一定会耗尽的 Class，所以不用费心去想了。

补救的方式是，要能接受任意个 bits 的 netmask，而不单纯是 8丶 16 或 24 个而已。

所以你可以有个 255.255.255.252 的 netmask，这个 netmask 能切出一个 30 个 bits 的

network 及 2 个 bits 的 host，这个 network 最多有四台 hosts［注意，netmask 的格式

永远都是：前面是一连串的 1，然後，後面是一连串的 0］。

不过一大串的数字会有点不好用，比如像 255.192.0.0 这样的 netmask。首要是人们无法

直觉地知道有多少个 bits 的 1；其次是这样真的很不严谨。因此，後来的新方法就好多

了。你只需要将一个斜线放在 IP address 後面，接着後面跟着一个十进制的数字用以表示

network bits 的数目，类似这样：192.0.2.12/30。

或者在 IPv6 中，类似这样：2001:db8::/32 或 2001:db8:5413:4028::9db9/64。

3.1.2. Port Number（连接埠号码）

如果你还记得我之前跟你说过的分层网路模型（ Layered Network Model），它将网路层（IP）

与主机到主机间的传输层［TCP 与 UDP］分开。

我们要加快脚步了。

除了 IP address 之外［IP 层］，有另一个 TCP［stream socket］使用的地址，刚好 UDP

［ datagram socket］也是。它就是 port number，这是一个 16-bit 的数字，就像是连线的

本地端地址一样。

将 IP address 想成饭店的地址，而 port number 就是饭店的房间号码。这是贴切的比喻；

或许以後我会用汽车工业来比喻。

你说想要有一台电脑能处理收到的电子邮件与网页服务－你要如何在一台只有一个 IP

地址的电脑上分辨呢？

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