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TCP网络编程

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网络编程

  1. TCP socket编程：目前网络编程的主流，底层使用TCP/IP协议（ipv4/ipv6)的，比如说qq
  2. b/s结构的http编程：http的底层也是用tcp socket实现的（web开发）

以后做服务器开发，推荐自顶向下

ipv4：四个字节表示的地址      32位
ipv6：十六位字节表示的地址		128位

端口（port)

指的是TCP/IP协议中的端口，是逻辑意义上的端口

服务程序必须要监听一个端口

我们在做服务器的时候应该尽可能少开放端口，否则可能会有危险

一个端口只能被一个程序监听

netstat -an :查看本机有哪些端口在监听
netstat -anb:查看监听端口的pid，结合任务管理器关闭不安全端口

处理流程

服务端：

  1. 监听端口
  2. 接收tcp链接，建立和客户端链接
  3. 创建goroutine,处理该连接的请求（客户端通过链接发送请求包）

客户端：

  1. 建立和服务端链接
  2. 发送请求数据，接收服务端返回的数据
  3. 关闭连接

在做网络中，我们最常用的包net

net

服务端

package main
import (
	"fmt"
	"net" //做网络socket开发时,net包含有我们需要所有的方法和函数
	_"io"
)

func process(conn net.Conn) {

	//这里我们循环的接收客户端发送的数据
	defer conn.Close() //关闭conn

	for {
		//创建一个新的切片
		buf := make([]byte, 1024)
		//conn.Read(buf)
		//1. 等待客户端通过conn发送信息
		//2. 如果客户端没有wrtie[发送]，那么协程就阻塞在这里
		//fmt.Printf("服务器在等待客户端%s 发送信息\n", conn.RemoteAddr().String())
		n , err := conn.Read(buf) //从conn读取
		if err != nil {
			
			fmt.Printf("客户端退出 err=%v", err)
			return //!!!
		}
		//3. 显示客户端发送的内容到服务器的终端
		fmt.Print(string(buf[:n])) 
	}

}

func main() {

	fmt.Println("服务器开始监听....")
	//net.Listen("tcp", "0.0.0.0:8888")
	//1. tcp 表示使用网络协议是tcp
	//2. 0.0.0.0:8888 表示在本地监听 8888端口,支持ipv4和ipv6
	listen, err := net.Listen("tcp", "0.0.0.0:8888")
	if err != nil {
		fmt.Println("listen err=", err)
		return 
	}
	defer listen.Close() //延时关闭listen

	//循环等待客户端来链接我
	for {
		//等待客户端链接
		fmt.Println("等待客户端来链接....")
		conn, err := listen.Accept()
		if err != nil {
			fmt.Println("Accept() err=", err)
			
		} else {
			fmt.Printf("Accept() suc con=%v 客户端ip=%v\n", conn, conn.RemoteAddr().String())
		}
		//这里准备其一个协程，为客户端服务
		go process(conn)
	}
	
	//fmt.Printf("listen suc=%v\n", listen)
}

客户端

package main
import (
	"fmt"
	"net"
	"bufio"
	"os"
	"strings"
)

func main() {

	conn, err := net.Dial("tcp", "192.168.20.253:8888")
	if err != nil {
		fmt.Println("client dial err=", err)
		return 
	}
	//功能一：客户端可以发送单行数据，然后就退出
	reader := bufio.NewReader(os.Stdin) //os.Stdin 代表标准输入[终端]

	for {

		//从终端读取一行用户输入，并准备发送给服务器
		line, err := reader.ReadString('\n')
		if err != nil {
			fmt.Println("readString err=", err)
		}
		//如果用户输入的是 exit就退出
		line = strings.Trim(line, " \r\n")
		if line == "exit" {
			fmt.Println("客户端退出..")
			break
		}

		//再将line 发送给 服务器
		_, err = conn.Write([]byte(line + "\n"))
		if err != nil {
			fmt.Println("conn.Write err=", err)	
		}
	}

}

net.ResolveIPAddr()

根据域名查找IP地址

不得不感叹Go为开发者考虑良多，godoc这个工具真的很方便！先看下源码。

$ godoc -src net.ResolveIPAddr
func ResolveIPAddr(net, addr string) (*IPAddr, error) {
    if net == "" {
        net = "ip"
    }
    afnet, _, err := parseNetwork(net)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    switch afnet {          //检测
    case "ip", "ip4", "ip6":
    default:
        return nil, UnknownNetworkError(net)
    }
    addrs, err := internetAddrList(afnet, addr, noDeadline)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    return addrs.first(isIPv4).(*IPAddr), nil
}

我们又从源码中学习了一招：case "ip", "ip4", "ip6"。switch的一个case直接检测多个值的方法，如果不匹配则执行default中的代码。

可以看到，net和addr形参都接受string类型，而返回IPAddr的指针类型，和error类型的值。

来使用一下：

package main

import (
    "fmt"
    "net"
)

func main() {
    addr, err := net.ResolveIPAddr("ip", "www.baidu.com")
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        os.Exit(1)
    }
    fmt.Println(addr.IP)

输出： 这里写图片描述

注意看ResolveIPAddr的源码，如果你传给net的参数不是"ip", "ip4", "ip6"其中的一个，那么err就不会是nil，而是UnknownNetworkError(net)，错误的输出信息会是这样的： unknown network tcp。

net.ParseIP()

检查IP地址格式是否有效

依照惯例，我们来看一下源码，$ godoc -src net ParseIP：

func ParseIP(s string) IP {
    for i := 0; i < len(s); i++ {
        switch s[i] {
        case '.':
            return parseIPv4(s)
        case ':':
            ip, _ := parseIPv6(s, false)
            return ip
        }
    }
    return nil
}

IPv4用.号隔开，IPv6用：号隔开，所以这个函数的内部又进行了判断其是IPv4还是IPv6。

注意：你不要手动去调用net.parseIPv4或者net.parseIPv6，会报如下错误：

cannot refer to unexported name net.parseIPV4
undefined: net.parseIPV4

因为Go利用首字母的大小写来限制包外是否可访问，小写的函数或变量在包外无法访问到，就如同Java的public，private修饰符。

查看parseIPv4的源码又发现：

func parseIPv4(s string) IP {
    // ...
    return IPv4(p[0], p[1], p[2], p[3])
}

再追溯到IPv4上

func IPv4(a, b, c, d byte) IP {
    p := make(IP, IPv6len)
    copy(p, v4InV6Prefix)
    p[12] = a
    p[13] = b
    p[14] = c
    p[15] = d
    return p
}

我们发现这些函数都返回了IP对象，我们来看一下IP对象的定义： type IP []byte 其实就是一个自定义的数组切片类型。

IPv4内部用make初始化了一个数组切片，并且指定了元素个数为IPv6len。IPv6len被定义为常量：

const (
    IPv6len = 16
)

然后进行将v4InV6Prefix复制到到数组切片p中，copy的用法请自行搜索（注意copy的行为和常人的理解不同）：

var v4InV6Prefix = []byte{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0xff, 0xff}

至于储存IPv4的数组切片为什么要分配16个元素的大小，又复制给最后四个索引，可以看type IP []byte的注释：

// An IP is a single IP address, a slice of bytes.
// Functions in this package accept either 4-byte (IPv4)
// or 16-byte (IPv6) slices as input.
//
// Note that in this documentation, referring to an
// IP address as an IPv4 address or an IPv6 address
// is a semantic property of the address, not just the
// length of the byte slice: a 16-byte slice can still
// be an IPv4 address.
type IP []byte

这说了，一个16-byte大小的数组可以仍然作为IPv4地址。创建数组切片slice1 := make([]int, 5)其初始值都为0。

END 链接