LINUX网络程序设计 基于龙芯平台

目　　录

第 1章 信创平台概述　1

1.1 信创CPU简介　1

1.1.1 龙芯CPU　1

1.1.2 其他信创CPU　2

1.2 Linux及信创操作系统　3

1.2.1 Linux操作系统简介　3

1.2.2 Linux与Windows的差异　3

1.2.3 常见的Linux发行版　4

1.2.4 信创操作系统　5

第 2章 龙芯信创平台　7

2.1 龙芯桌面计算机硬件平台　7

2.2 Loongnix操作系统　8

2.3 Loongnix操作系统使用入门　12

2.3.1 常用命令　12

2.3.2 应用软件安装与卸载　23

2.3.3 Vim编辑器基本使用方法　25

第3章 信创平台C语言编程环境　28

3.1 GCC与GDB　28

3.1.1 编译的基本概念　28

3.1.2 编译应用程序　32

3.1.3 编译静态链接库　34

3.1.4 编译动态链接库　35

3.1.5 使用GDB调试代码　42

3.2 Makefile基础　45

3.2.1 Makefile基本语法　45

3.2.2 使用变量与模式匹配　47

3.2.3 在Makefile文件中指定搜索路径　49

3.2.4 Makefile文件中基本函数的使用　50

3.2.5 简单的Makefile模板　51

3.3 CMake基础　53

3.3.1 CMake基本语法　53

3.3.2 使用CMake编译应用程序　56

3.3.3 使用CMake编译动态链接库　58

3.4 使用VSCode开发C程序　60

3.4.1 VSCode常用插件及设置　60

3.4.2 在VSCode中应用Makefile编译代码　61

3.4.3 在VSCode中使用CMake编译代码　62

3.4.4 VSCode中调试C程序的基本方法　63

3.4.5 在VSCode中应用代码规范格式化工具　65

第4章 使用Git管理代码　66

4.1 Git概述　66

4.1.1 Git代码版本控制概述　66

4.1.2 集中式和分布式版本控制系统　67

4.1.3 Git的基本结构　67

4.2 Git基本操作　68

4.2.1 Git安装与初始设置　68

4.2.2 保存代码到Git仓库　69

4.2.3 Git的基本工作流程　75

4.3 Git分支　76

4.3.1 分支的创建与切换　76

4.3.2 切换分支的注意事项　80

4.3.3 分支合并　88

4.3.4 分支变基　99

4.4 Git远程仓库和远程分支　102

4.4.1 远程仓库账户创建及密钥配置　102

4.4.2 创建远程仓库　103

4.4.3 使用变基重做　110

4.4.4 代码管理工作流程　114

第5章 网络编程基础　118

5.1 网络程序及其基本要素　118

5.2 网络通信协议　118

5.2.1 分层模型　118

5.2.2 TCP/IP　120

5.3 网络通信地址　124

5.3.1 MAC地址　125

5.3.2 IP地址　125

5.4 应用标识　127

5.4.1 端口号　127

5.4.2 端口号分配及常用端口号　128

5.5 进程的网络地址　128

5.5.1 三元组（半相关）　128

5.5.2 五元组（全相关）　129

5.6 网络程序的基本模式　129

5.6.1 客户端/服务器模式　129

5.6.2 浏览器/服务器模式　129

5.6.3 两种模式的对比　129

第6章 套接字编程　131

6.1 套接字概述　131

6.1.1 应用程序接口　131

6.1.2 发展历程　131

6.1.3 套接字通信的基础流程　132

6.2 编写“hello,world!”通信服务器程序　133

6.2.1 查询函数文档　133

6.2.2 创建套接字　133

6.2.3 绑定地址信息　135

6.2.4 建立套接字连接　138

6.2.5 发送消息　140

6.2.6 关闭套接字　142

6.3 编写“hello,world!”通信客户端程序　142

6.3.1 发送连接请求　142

6.3.2 接收消息　143

6.4 运行“hello,world!”程序　144

6.5 完善“hello,world!”程序　144

6.5.1 通过命令行输入服务器信息　144

6.5.2 优化错误处理　145

6.5.3 通过设置套接字选项解除地址被使用　145

6.5.4 循环实现服务器功能　148

6.5.5 使用shutdown()函数关闭套接字　149

6.5.6 使用多文件实现检错代码　149

6.6 编写TCP“回声”程序　150

6.6.1 “回声”的逻辑与实现　150

6.6.2 “回声”程序中的隐患—“粘包”　152

6.6.3 基于TCP的应用层协议设计　152

6.7 编写UDP“回声”程序　154

6.7.1 sendto()函数和recvfrom()函数　154

6.7.2 实现UDP的“回声”程序　156

6.7.3 UDP通信使用connect()函数注册地址信息　157

第7章 多线程网络程序　159

7.1 线程概述　159

7.1.1 操作系统、进程和线程之间的关系　159

7.1.2 进程和线程之间的关系　159

7.2 线程的创建与销毁　160

7.2.1 线程创建函数　160

7.2.2 线程销毁函数　162

7.3 线程同步方法　165

7.3.1 多线程同步问题　165

7.3.2 使用互斥量实现线程同步　167

7.3.3 使用信号量实现线程同步　168

7.4 编写多线程聊天室程序　171

7.4.1 使用多线程实现服务器的并发　172

7.4.2 实现转发消息到所有客户端　174

7.4.3 断开与对应客户端的连接　175

7.4.4 正确实现线程同步　176

7.4.5 实现聊天室客户端程序　177

7.4.6 代码优化　179

第8章 多进程网络程序　181

8.1 进程概述　181

8.1.1 进程ID　181

8.1.2 父进程和子进程　182

8.2 进程的创建与销毁　183

8.2.1 创建进程　183

8.2.2 销毁进程　184

8.2.3 进程退出　187

8.2.4 “僵尸”进程　188

8.2.5 使用异步方式销毁“僵尸”进程　190

8.3 多进程“回声”程序实现　195

8.3.1 服务器多进程的实现　195

8.3.2 “僵尸”进程的处理方法　198

8.3.3 使用多进程实现客户端的读、写功能分离　200

8.4 使用管道实现进程间通信　201

8.4.1 管道的使用方法　201

8.4.2 管道通信应用到多进程网络程序中　204

第9章 I/O复用套接字编程　206

9.1 I/O复用概述　206

9.2 使用select()函数实现I/O复用　207

9.2.1 select()函数　207

9.2.2 文件集合的基本操作函数　207

9.2.3 select()函数调用流程　208

9.3 使用select()函数实现服务器并发　210

9.3.1 使用select()函数监听套接字　210

9.3.2 使用select()函数监听通信套接字　211

9.3.3 并发服务器代码执行情况　212

9.4 epoll基本使用方法　213

9.4.1 epoll与select()函数的差异　213

9.4.2 epoll的基本操作函数　214

9.5 使用epoll实现并发服务器　216

9.5.1 使用epoll处理监听套接字　216

9.5.2 使用epoll处理通信套接字　216

9.6 epoll的边缘触发与条件触发　218

9.6.1 边缘触发与条件触发的概念　218

9.6.2 边缘触发下的数据读、写方法　218

9.6.3 3种并发实现方法的简单比较　220

第 10章 套接字编程补充　221

10.1 域名与IP地址　221

10.1.1 域名与DNS　221

10.1.2 ICP备案　222

10.1.3 编程中域名与IP地址的转换　222

10.2 其他I/O函数　225

10.2.1 recv()与send()函数　225

10.2.2 发送与接收带外数据　227

10.2.3 writev()与readv()函数　228

10.3 多播与广播的实现　229

10.3.1 多播与广播的概念　229

10.3.2 多播数据发送与接收　229

10.3.3 广播数据发送与接收　230

第 11章 原始套接字　232

11.1 原始套接字概述　232

11.2 原始套接字编程简介　233

11.2.1 原始套接字创建　233

11.2.2 原始套接字发送与接收数据包　234

11.2.3 原始套接字涉及的数据包结构　235

11.3 链路层原始套接字　239

11.3.1 链路层原始套接字的发送流程　239

11.3.2 ARP数据包发送样例　243

11.3.3 链路层原始套接字的接收流程　245

11.3.4 链路层原始套接字抓包程序样例　246

11.4 网络层原始套接字　248

11.4.1 网络层原始套接字的发送流程　248

11.4.2 使用ping工具发送ICMP数据包样例　250

11.4.3 网络层原始套接字的接收流程　252

11.4.4 使用ping工具接收ICMP数据包样例　253

11.5 pcap简介　255

11.5.1 pcap概述　255

11.5.2 pcap抓包流程　255

11.5.3 设置过滤条件　258

11.5.4 pcap抓包样例　260

第 12章 综合运用案例　262

12.1 实现简单的Web服务器　262

12.1.1 多线程Web服务器实现　262

12.1.2 HTTP简介　264

12.1.3 HTTP请求和响应报文结构　264

12.1.4 HTTP请求处理和返回HTTP响应　267

12.2 实现远程过程调用　270

12.2.1 远程过程调用简介　270

12.2.2 远程接口调用协议设计　271

12.2.3 远程调用服务实现　272

12.2.4 远程壳函数库的实现　274

12.3 使用Qt实现网络程序　278

12.3.1 Qt编程环境的安装及设置　278

12.3.2 面向对象编程与Qt中的信号与槽机制　282

12.3.3 基于对话框的Qt图形界面实现　286

12.3.4 QSocket相关类的使用方法　290

12.3.5 用Qt实现简单聊天室客户端　293

12.3.6 实现简单聊天室服务器　301