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==== 学习内容 ====
===== 《Head First C 嗨翻 C 语言》 第11章 =====
====== 1. 网络程序概述 ======

* '''组成部分：''' 网络程序通常由'''服务器'''和'''客户端'''两部分组成 。
* '''通信基础：''' 不同计算机上的程序需要对话 。网络通信使用一种新的数据流——'''套接字（Socket）'''，用于读写字节 。
* '''协议（Protocol）：''' 客户端与服务器之间展开一段'''结构化对话'''，这被称为协议 。
    * '''低层协议：''' 如IP (Internet Protocol，网际协议) 。
    * '''高层协议：''' 如HTTP (Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议) 或自定义协议（如IKKP） 。

====== 2. 服务器编程：BLAB四部曲 ======

服务器在使用套接字与客户端通信前，需要经历四个阶段，缩写为 '''BLAB'''：'''绑定 (Bind)'''、'''监听 (Listen)'''、'''接受 (Accept)'''和'''开始 (Begin)''' 。
#  '''创建套接字（Socket）：'''
    * 使用 socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0) 系统调用创建互联网套接字描述符（listener_d）。
#  '''绑定端口（Bind）：'''
    * '''端口（Port）：''' 类似于电视频道，用于防止不同对话混淆 。常见的端口有网页（80）、Email（25）、聊天（5222）等 。
    * 服务器需要将套接字绑定到特定的端口，通常建议使用 '''1024号以上的端口''' 。
    * 使用 bind() 系统调用将套接字描述符和套接字名（表示“互联网IP地址和端口号”的结构体 struct sockaddr_in）进行绑定 。
#  '''监听（Listen）：'''
    * 使用 listen(listener_d, 10) 系统调用设置客户端连接的等待'''队列长度'''（例如最多10个客户端排队等待连接）。
#  '''接受连接（Accept）：'''
    * 使用 accept() 系统调用等待客户端连接 。当有客户端连接时，accept() 会返回一个'''新的套接字描述符'''（connect_d），服务器将使用此描述符与客户端通信 。

====== 3. 套接字数据传输 ======

* '''套接字特性：''' 套接字是'''双向'''的，不能使用 fprintf() 和 fscanf() 等传统I/O函数进行通信 。
* '''发送数据：''' 使用 send() 函数向套接字输出数据 。
* '''读取数据：''' 使用 recv() 函数从套接字读取数据 。
    * recv() 返回读取的字节数，错误返回-1，客户端关闭连接返回0 。
    * recv() 不一定能一次接收到所有字符，可能需要多次调用 。

====== 4. 服务器高级话题与错误处理 ======

* '''错误检查：''' 必须始终检查所有系统调用的返回值（如 socket、bind、listen、accept、send），以处理可能发生的网络错误 。
* '''端口重用：''' 当服务器关闭后立即重启时，由于'''绑定端口有延时'''（约30秒），bind() 调用可能会失败（"Address already in use"） 。
    * '''解决方法：''' 在调用 bind() 前，使用 setsockopt(listener_d, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, ...) 设置套接字的 '''SO\_REUSEADDR 选项'''，允许重新使用已绑定的端口 。
* '''处理多客户端：'''
    * 单个进程的服务器在处理一个客户端时，其他客户端会被阻塞 。
    * '''解决方案：''' 使用 fork() 系统调用，在接收到连接后，'''克隆一个独立的子进程'''来处理与该客户端的对话 。
    * 分派后，父进程关闭用于对话的副套接字（connect_d），子进程关闭主监听套接字（listener_d）。

====== 5. 客户端编程 ======

客户端的主动权在于它自己，只需两步即可与服务器建立通信：'''连接远程端口'''和'''开始通信''' 。
#  '''解析地址（getaddrinfo）：'''
    * 为了使用域名（如www.oreilly.com）而非IP地址，客户端需要使用 '''DNS（域名系统）''' 将域名转化为IP地址 。
    * 使用 getaddrinfo(host, port, &hints, &res) 函数，给定域名和端口号，获取地址信息结构 addrinfo 。
#  '''连接远程套接字（Connect）：'''
    * 利用 getaddrinfo 获得的地址信息，首先使用 socket() 创建套接字，然后使用 connect() 系统调用连接远程套接字 。
    * 连接后，同样使用 send() 和 recv() 进行数据读写 。

==== AI 对学习内容的总结 ====

===== 1. 网络程序概述 =====

| 我的总结 | 补充细节|
| :--- | :--- |
| '''组成部分：''' 网络程序通常由'''服务器'''和'''客户端'''两部分组成。 | '''互联网底层代码：''' 互联网中大部分的底层网络代码都是用C语言写的 。 |
| '''协议（Protocol）：''' 低层协议如IP，高层协议如HTTP或自定义协议（如IKKP）。 | '''低层协议功能：''' IP（网际协议）用来控制二进制的0和1在互联网中的发送方式 。 |
| | '''高层协议功能：''' HTTP（超文本传输协议）用来控制浏览器和网络服务器的对话 。 |

===== 2. 服务器编程：BLAB四部曲 =====

| 我的总结 | 补充细节|
| :--- | :--- |
| '''绑定端口（Bind）：''' 端口号类似于电视频道，通常建议使用 '''1024号以上的端口'''。 | '''端口号范围：''' 端口号从0开始一直到65535 。 |
| | '''小端口号限制：''' 1024号以下的端口通常保留给知名服务，在很多计算机中，只有超级用户或管理员才有资格使用 。 |
| '''监听（Listen）：''' 使用 listen(listener_d, 10) 设置客户端连接的等待'''队列长度'''（例如最多10个客户端排队等待连接）。 | '''队列满时的行为：''' 如果队列长度设为10，第11个客户端会被告知服务器太忙 。 |

===== 3. 套接字数据传输 =====

| 我的总结 | 补充细节|
| :--- | :--- |
| '''读取数据（recv）：''' recv() 返回读取的字节数，错误返回-1，客户端关闭连接返回0。recv() 不一定能一次接收到所有字符，可能需要多次调用。 | '''客户端输入格式：''' 当用户在telnet等客户端输入文本时，字符串通常以\r\n（回车换行符）结尾 。 |

===== 4. 服务器高级话题与错误处理 =====

| 我的总结 | 补充细节|
| :--- | :--- |
| '''端口重用：''' 服务器关闭后立即重启时，bind() 调用可能会失败（"Address already in use"），需设置 '''SO\_REUSEADDR 选项'''。 | '''延时原因：''' 绑定端口有延时，在服务器关闭后的接下来约30秒内，操作系统不允许任何程序再绑定它 。 |
| '''处理多客户端：''' 使用 fork() 克隆一个独立的子进程来处理与客户端的对话。 | '''进程数量控制：''' 如果预期有大量客户端连接，需要'''控制创建子进程的上限''' 。 |

===== 5. 客户端编程 =====

| 我的总结 | 补充细节|
| :--- | :--- |
| '''解析地址（getaddrinfo）：''' 使用 '''DNS''' 将域名转化为IP地址，获取地址信息结构 addrinfo。 | '''addrinfo 结构特性：''' addrinfo（名字资源）可以在堆上创建 ，大型网站通常有好几个IP地址，该结构可以从中挑选一个 。 |
| '''连接远程套接字（Connect）：''' 利用 getaddrinfo 获得的地址信息，使用 socket() 创建套接字，然后使用 connect() 连接。 | '''连接后的清理：''' 连接后，必须使用 freeaddrinfo() 函数清除在堆上创建的地址信息结构（名字资源）。 |

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