全書共31章+附錄。

計劃安排：吃透這本書，一天三章+原始碼，並實測程式碼做當天筆記，CSDN見。
時間安排：計劃時間1.5個月 == 6個週末 == 12天。
2017.08.05    第01-03章：TCP/IP簡介、傳輸層、套接字程式設計簡介
2017.08.06    第04-06章：基本TCP程式設計、TCP客戶端/伺服器程式、I/O複用
2017.08.12    第07-09章：套接字選項、基本UDP程式設計、基本SCTP程式設計
2017.08.13    第10-12章：SCTP客戶端/伺服器程式例子、名字與地址互換、IPv4和IPv6互操作性
2017.08.19    第13-15章：守護程序和inetd超級伺服器、高階I/O、Unix域協議
2017.08.20    第16-18章：非阻塞I/O、ioctl操作、路由套接字
2017.08.26    第19-21章：金鑰管理套接字、廣播、多播
2017.08.27    第22-24章：高階UDP程式設計、高階SCTP程式設計、帶外資料
2017.09.02    第25-27章：訊號驅動I/O、執行緒、IP選項
2017.09.03    第28-30章：原始套接字、資料鏈路訪問、客戶端/伺服器程式設計正規化
2017.09.09    第31章-附錄：流。附錄：IPv4/6協議、除錯技術
2017.09.10    整理、總結：思維導圖。

>>第1章丶簡介

網路應用系統主要構成有兩部分：客戶端(client)和伺服器(server)。
舉例來說：web伺服器程式時一個長時間執行的守護程式，web客戶與伺服器之間使用TCP通訊，TCP轉而使用IP通訊，IP通過乙太網驅動程式的資料鏈路層通訊。

客戶端和伺服器通常是使用者程序，而TCP和IP協議通常是核心中"協議棧"的一部分。
LAN：區域網(內網)
WAN：廣域網(外網)
路由器是廣域網的架構裝置。當下最大的廣域網是因特網internet。

/* 一個簡單的時間獲取客戶程式server */
#include <time.h>
#include "unp.h"

#define MAXLINE 4096
#define LISTENQ 1024
//#define SA struct sockaddr
typedef struct sockaddr SA;

int
main(int argc, char **argv)
{
	int					listenfd, connfd;
	struct sockaddr_in	servaddr;
	char				buff[MAXLINE];
	time_t				ticks;

	listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

	bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
	servaddr.sin_family      = AF_INET;
	servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	servaddr.sin_port        = htons(1300);	/* daytime server */

	bind(listenfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr));

	listen(listenfd, LISTENQ);

	for ( ; ; ) {
		connfd = accept(listenfd, (SA *) NULL, NULL);

        ticks = time(NULL);
        snprintf(buff, sizeof(buff), "%.24s\r\n", ctime(&ticks));
        write(connfd, buff, strlen(buff));

		close(connfd);
	}
}

/* 一個簡單的時間獲取客戶程式client */
#include	"unp.h"

#define MAXLINE 1024
//#define SA struct sockaddr
typedef struct sockaddr SA;

int main(int argc, char **argv)
{
	int					sockfd, n;
	char				recvline[MAXLINE + 1];
	struct sockaddr_in	servaddr;

	if (argc != 2)
		printf ("usage: a.out <IPaddress>\n");

	if ( (sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
		printf ("socket error\n");

	bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
	servaddr.sin_family = AF_INET;
	servaddr.sin_port   = htons(1300);	/* daytime server */
	if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr) <= 0)
		printf ("inet_pton error for %s\n", argv[1]);

	if (connect(sockfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
		printf ("connect error\n");

	while ( (n = read(sockfd, recvline, MAXLINE)) > 0) {
		recvline[n] = 0;	/* null terminate */
		if (fputs(recvline, stdout) == EOF)
			printf ("fputs error\n");
	}
	if (n < 0)
		printf ("read error\n");

	exit(0);
}

/* unp.h */
#ifndef __UNP_H__
#define __UNP_H__

#include	<sys/types.h>	/* basic system data types */
#include	<sys/socket.h>	/* basic socket definitions */
#include	<sys/time.h>	/* timeval{} for select() */
#include	<time.h>		/* timespec{} for pselect() */
#include	<netinet/in.h>	/* sockaddr_in{} and other Internet defns */
#include	<arpa/inet.h>	/* inet(3) functions */
#include	<errno.h>
#include	<fcntl.h>		/* for nonblocking */
#include	<netdb.h>
#include	<signal.h>
#include	<stdio.h>
#include	<stdlib.h>
#include	<string.h>
#include	<sys/stat.h>	/* for S_xxx file mode constants */
#include	<sys/uio.h>		/* for iovec{} and readv/writev */
#include	<unistd.h>
#include	<sys/wait.h>
#include	<sys/un.h>		/* for Unix domain sockets */

#endif //__UNP_H__
 

/* 上述例子中原書做了比較安全的介面實現，如 Socket() 虛擬碼演示：*/
/* include Socket */
int Socket(int family, int type, int protocol)
{
	int		n;

	if ( (n = socket(family, type, protocol)) < 0)
		err_sys("socket error");
	return(n);
}
/* err_sys() */
void err_sys(const char *fmt, ...)
{
	va_list		ap;

	va_start(ap, fmt);
	err_doit(1, fmt, ap);
	va_end(ap);
	exit(1);
}
/* err_doit() */
static void err_doit(int errnoflag, const char *fmt, va_list ap)
{
	int		errno_save;
	char	buf[MAXLINE];

	errno_save = errno;		/* value caller might want printed */
	vsprintf(buf, fmt, ap);
	if (errnoflag)
		sprintf(buf+strlen(buf), ": %s", strerror(errno_save));
	strcat(buf, "\n");
	fflush(stdout);		/* in case stdout and stderr are the same */
	fputs(buf, stderr);
	fflush(stderr);		/* SunOS 4.1.* doesn't grok NULL argument */
	return;
}

【Tips】呼叫sprintf無法檢查目的緩衝區是否溢位，相反，snprintf要求其第二個引數指定目的緩衝區的大小，因此可以確保該緩衝區不溢位。get√
許多網路入侵是由黑客通過傳送資料，導致伺服器對sprintf的呼叫使其緩衝區溢位而發生的，必須小心使用的函式還有gets/strcat/strcpy，通常應分別改為呼叫fgets/strncat/strncpy，更好的替代函式還有strlcat/strlcpy可以確保結果是正確終止的字串。

OSI模型 open systems interconnection
全稱：計算機通訊開放系統互連模型。
物理層/資料鏈路層：主要是裝置驅動和網路硬體，通常我們不必關心。
網路層：由IPv4和IPv6這兩個協議處理。詳細在附錄A中。
傳輸層：即本書所講的套接字程式設計介面，從應用層(上3層)進入傳輸層的介面。
應用層/會話層/表示層：統稱為應用層，如web客戶端(瀏覽器)、telnet客戶端、web伺服器、FTP伺服器等。

網路細節的兩個基本命令：netstat / ifconfig
netstat
(1)netstat -ni // 提供網路介面資訊，-n輸出數值地址而不是反向解析為名字
$ netstat -ni
Kernel Interface table
Iface   MTU Met   RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR    TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg
eth0       1500 0     15459      0      0 0         10444      0      0      0 BMRU
lo        16436 0       138      0      0 0           138      0      0      0 LRU
lo 環回介面
eth0 乙太網介面
(2)netstat -nr // 展示路由表資訊，另一種確定介面的方法
$ netstat -nr
核心 IP 路由表
Destination     Gateway         Genmask         Flags   MSS Window  irtt Iface
0.0.0.0         192.168.31.1    0.0.0.0         UG        0 0          0 eth0
169.254.0.0     0.0.0.0         255.255.0.0     U         0 0          0 eth0
192.168.31.0    0.0.0.0         255.255.255.0   U         0 0          0 eth0
(3)ifconfig eth0 // 獲得eth0乙太網介面的詳細資訊
$ ifconfig eth0
eth0      Link encap:乙太網  硬體地址 00:0c:29:55:a0:99
          inet 地址:192.168.31.205  廣播:192.168.31.255  掩碼:255.255.255.0
          inet6 地址: fe80::20c:29ff:fe55:a099/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  躍點數:1
          接收資料包:15624 錯誤:0 丟棄:0 過載:0 幀數:0
          傳送資料包:10571 錯誤:0 丟棄:0 過載:0 載波:0
          碰撞:0 傳送佇列長度:1000
          接收位元組:1468669 (1.4 MB)  傳送位元組:1070042 (1.0 MB)
          中斷:19 基本地址:0x2000
// MULTICAST 標誌通常指明該介面所在主機支援多播。
(4)ping // 測試ip地址是否聯通當前乙太網絡
$ ping -b 192.168.31.255
PING 192.168.31.255 (192.168.31.255) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.31.255: icmp_req=1 ttl=64 time=0.253 ms
64 bytes from 192.168.31.255: icmp_req=2 ttl=64 time=0.022 ms
64 bytes from 192.168.31.255: icmp_req=3 ttl=64 time=0.029 ms
...

64位體系結構的趨勢
原因之一是：在每個程序內部可以由此使用更長的編址長度(即64位指標)，從而可以定址更大的記憶體空間(超過2^32位元組)。

>>第2章丶傳輸層TCP-UDP-SCTP

TCP：傳輸控制協議，面相連線，全雙工位元組流。流套接字。關心：確認、超時、重傳等細節。
UDP：使用者資料報協議，無連線協議。資料報套接字。不保證最終達到目的地。
ICMP：網際控制訊息協議，處理路由器和主機之間流通的錯誤和控制訊息。
ARP：地址解析協議，把IPv4地址對映成一個硬體地址。
RARP：反地址解析協議，把一個硬體地址對映成一個IPv4地址。
SCTP(內容略)

TIME_WAIT狀態有兩個存在的理由：
(1)可靠地實現TCP全雙工連線的終止；
(2)允許老的重複分節在網路中消逝。

埠號port：
傳輸層協議都使用16位整數的埠號來區分不同的程序。
0~1023(自控保留) | 1024~49151(已登記) |49152~65535(動態私有)

通訊對socket pair：
每個TCP分節中都有16bit的埠號和32bit的IPv4地址。

>>第3章丶套接字程式設計簡介

【套接字地址結構】
IPv4套接字地址結構：sockaddr_in
#include <netinet/in.h>

struct in_addr {
    in_addr_t       s_addr;         /* 32bit IPv4 address. */
};

struct sockaddr_in {
    uint8_t         sin_len;        /* length of structure (16) */
    sa_family_t     sin_family;     /* AF_INET */
    in_port_t       sin_port;       /* 16bit TCP/UDP port number */
    struct in_addr  sin_addr;       /* 32bit IPv4 address */
    char            sin_zero[8];    /* unused */
};

通用套接字地址結構：sockaddr
#include <sys/socket.h>

struct sockaddr {
    uint8_t         sa_len;         /* length of structure */
    sa_family_t     sa_family;      /* address family: AF_XXXX value */
    char            sa_data[14];    /* protocol-specific address */
};

IPv6套接字地址結構：sockaddr_in6
#include <netinet/in.h>

struct in6_addr {
    uint8_t         s6_addr[16];    /* 128bit IPv6 address */
};

#define SIN6_LEN
struct sockaddr_in6 {
    uint8_t         sin6_len;       /* length of structure (28) */
    sa_family_t     sin6_family;    /* AF_INET6 */
    in_port_t       sin6_port;      /* transport layer port */
    uint32_t        sin6_flowinfo;  /* flow information, undefined */
    struct in6_addr sin6_addr;      /* IPv6 address */
    uint32_t        sin6_scope_id;  /* set of interfaces for a scope */
};

新的通用套接字地址結構：sockaddr_storage
#include <netinet/in.h>

struct sockaddr_strorage {
    uint8_t         ss_len;         /* length of structure */
    sa_family_t     ss_family;      /* address family: AF_XXXX value */
};

/* 輸出主機位元組序程式 */
#include	"unp.h"

int main(int argc, char **argv)
{
	union {
		short  s;
		char   c[sizeof(short)];
	} un;

	un.s = 0x0102;
	printf("This host byteorder is: ");
	if (sizeof(short) == 2) {
		if (un.c[0] == 1 && un.c[1] == 2)
			printf("big-endian\n");
		else if (un.c[0] == 2 && un.c[1] == 1)
			printf("little-endian\n");
		else
			printf("unknown\n");
	} else
		printf("sizeof(short) = %d\n", sizeof(short));

	exit(0);
}

位元組序轉換介面函式：大小端位元組序轉換
#include <netinet/in.h>
uint16_t htons (uint16_t host16bitvalue);
uint32_t htonl (uint32_t host32bitvalue);  // 此2個函式均返回：網路位元組序的值
uint16_t ntohs (uint16_t net16bitvalue);
uint32_t ntohl (uint32_t net32bitvalue);  // 此2個函式均返回：主機位元組序的值
介面特點：h代表host，n代表network，s代表short，l代表long。

位元組操縱介面函式：
#include <string.h>
void bzero (void *dest, size_t nbytes); // 將目標位元組串中指定數目的位元組置0
void bcopy (const void *src, void *dest, size_t nbytes);
int bcmp (const void *ptr1, const void *ptr2, size_t nbutes);
#include <string.h>  // ANSI C函式
void *memset (void *dest, int c, size_t len); // 將目標自揭穿指定數目位元組置c
void *memcpy (void *dest, const void *src, size_t nbytes);
int memcmp (const void *ptr1, const void *ptr2, size_t nbytes);
介面特點：b代表位元組，mem代表記憶體。

地址轉換函式：
#include <arpa/inet.h>
int inet_aton (const char *strptr, struct in_addr *addrptr); // 返回值：字串有效為1，否則為0
in_addr_t inet_addr (const char *strptr); // 字串有效則為32位二進位制網路位元組序的IPv4地址，否則為INADDR_NONE
char *inet_ntoa (struct in_addr inaddr); // 指向一個點分十進位制數字符串的指標
/* 隨IPv6出現的新函式×2 */
int inet_pton (int family, const char *strptr, void *addrptr);
const char *inet_ntop (int family, const void *addrptr, char *strptr, size_t len);
【Tips】函式以結構為引數是罕見的，更常見的是以指向結構變數的指標為引數。

/* 預防萬一，不讓實現返回一個不足的位元組計數值，封裝read和write程式碼： */
ssize_t	readn(int fd, void *vptr, size_t n)
{
	size_t	nleft;
	ssize_t	nread;
	char	*ptr;

	ptr = vptr;
	nleft = n;
	while (nleft > 0) {
		if ( (nread = read(fd, ptr, nleft)) < 0) {
			if (errno == EINTR)
				nread = 0;		/* and call read() again */
			else
				return(-1);
		} else if (nread == 0)
			break;				/* EOF */

		nleft -= nread;
		ptr   += nread;
	}
	return(n - nleft);		/* return >= 0 */
}

ssize_t	writen(int fd, const void *vptr, size_t n)
{
	size_t		nleft;
	ssize_t		nwritten;
	const char	*ptr;

	ptr = vptr;
	nleft = n;
	while (nleft > 0) {
		if ( (nwritten = write(fd, ptr, nleft)) <= 0) {
			if (nwritten < 0 && errno == EINTR)
				nwritten = 0;		/* and call write() again */
			else
				return(-1);			/* error */
		}

		nleft -= nwritten;
		ptr   += nwritten;
	}
	return(n);
}

2017.08.05
01-03章節完成...