第5章 网络程序设计基本知识.ppt

第6章 网络程序设计基本知识 6.1 网络应用程序的概念 6.2 TCP/IP应用程序工作模型与网络编程接口 6.3 套接口的概念及其编程原理 6.4 Winsock API基本函数——套接口与连接的建立 6.5 Winsock API基本函数——数据传输 6.6 Winsock API基本函数——连接与套接口的关闭 习题 6.1 网络应用程序的概念 6.1.1 什么是网络应用程序 我们设计的应用程序可以简单地分为两种：一种程序不需要使用其他程序产生的数据并且其他程序也不使用它输出的数据；另一种程序需要与其他的应用程序进行数据交换才能完成其功能，也就是说程序之间存在通信问题。 进程间通信的问题也可以分为两种：一种是在操作系统中论述的单机系统中进程间的通信问题，另一种一般是在不同系统的进程间通过网络通信协议进行的进程间的通信问题。 6.1.2 网络应用程序的标识问题 同一系统中不同进程间进行通信时，通过系统分配的进程号(Process ID)就可以惟一标识一个进程。也就是说，要通信的进程只要知道对方的进程号就可以进行通信。而网络情况下进程间的通信问题就要复杂得多，不能只简单地用进程号来标识不同的进程，因为各主机都独立地分配其进程号。 为了惟一地标识网络中通信的一个进程(即通信的某一方)，就要使用一个如下的三元组： (本地协议，本地IP地址，本地端口号) 这样一个三元组由于它只指定了通信时一条连接的半个部分，即通信的一方，因而称为半相关(Half-association)。如果要完整地表示网络中进行通信的两个进程，那么就要使用一个如下结构的六元组： (本地协议，本地地址，本地端口号，远地协议，远地地址，远地端口号) 在互联网中通信的两台主机在网络层都只能使用IP协议，但在网络层之上可以选择使用TCP协议或UDP协议，这样就可能得到以下4种类型的相关六元组： ● (本地TCP协议，本地IP地址，本地端口号，远程TCP协议，远程IP地址，远程端口号)； ● (本地UDP协议，本地IP地址，本地端口号，远程UDP协议，远程IP地址，远程端口号)； ● (本地TCP协议，本地IP地址，本地端口号，远程UDP协议，远程IP地址，远程端口号)； ● (本地UDP协议，本地IP地址，本地端口号，远程TCP协议，远程IP地址，远程端口号)。 如果通信的两端使用不同的协议(后两类六元组)，根据前面我们所学的知识，由于TCP协议和UDP协议使用的协议格式大不相同，通信时双方在传输层不能相互识别对方送来的数据，也就不可能进行正常的通信，因此后两种情况是不存在的。 换句话说，通信的两个进程在端到端的传输层只能使用相同的协议，因此一个完整的网间通信就可以简化为用一个五元组来标识通信的两个进程： (协议，本地IP地址，本地端口号，远程IP地址，远程端口号) 6.1.3 客户/服务器模型 1．客户/服务器模型的特点 客户/服务器模型的通信方式从所具有的资源角度来说，有明显的非对称性。服务器拥有较多的资源，它具有运算能力强，数据存储容量大，通信速度快，系统的可靠性高等优点。相对来说，客户则拥有较少的资源，它在各方面的性能一般要比服务器差。 客户/服务器模型在工作时，要求有一套客户机和服务器能共同识别的规则或约定，用来保证服务器方可以识别客户提出的请求是什么，客户方也能够解释收到的服务器应答。从本质上来说，这其实就是服务器方和客户方在通信中所使用的一套协议，它必须在通信的两端都被实现。 根据实际情况，协议可能是对称的也可能是非对称的。在对称的协议中，每一方都有可能扮演主从角色；在非对称协议中，一方被不可改变地认为是主机(服务器)，而另一方则是从机(客户机)。 2．服务器的分类 根据服务器提供服务方式的不同，服务器可以分为串行服务器和并发服务器。串行服务器只有一个进程用串行的方式对客户的请求提供服务；并发服务器可以为请求的每一个客户创建一个进程或线程，然后由对应的进程或线程给每一个客户提供服务。并发服务器又可以分为预先创建服务子进程(或线程)和按需创建服务子进程(或线程)两种方式。 根据上面的分析，我们来总结一下客户/服务器模型的特点。 对于服务器方来说： ● 服务进程一般在启动后就一直运行，以等待客户请求的到来，除非服务被禁止或执行强迫终止服务程序。 ● 服务器方进程使用的是众所周知的端口，否则客户无法知道提供服务的端口，也就不可能提出服务的请求。 ● 服务器方通常拥有较多的资源(对称方式除外)。 ● 服务器方进程可以并行处理多个客户的请求，当然可以同时处理的客户请求数目是有一定限制的。 ● 服务器方在通信时属于被动的一方