Linux套接字网络编程接口.ppt

第5章 Linux套接字网络编程接口 第5章 Linux套接字网络编程接口 网络编程接口的产生与发展 套接字基础 面向连接的传输层套接字编程 无连接的套接字编程 高级套接字函数 服务器的I/O模型 网络层的原始套接字 面向数据链路层的套接字 网络编程接口产生与发展 网络编程接口的产生与发展 问题的提出 站在应用程序实现的角度，应用程序如何方便地使用协议栈软件进行通信呢？ 如果能在应用程序与协议栈软件之间提供一个软件接口，就可以方便客户与服务器软件的编程。 网络编程接口的产生与发展 套接字编程接口 套接字应用程序编程接口是网络应用程序通过网络协议栈进行通信时所使用的接口，即应用程序与协议栈软件之间的接口，简称套接字编程接口(Socket API)。 它定义了应用程序与协议栈软件进行交互时可以使用的一组操作，决定了应用程序使用协议栈的方式、应用程序所能实现的功能、以及开发具有这些功能的程序的难度。 网络编程接口的产生与发展 Socket 的历史 在80 年代早期，远景研究规划局（Advanced Research Projects Agency, ARPA）资助了佳利福尼亚大学伯克利分校的一个研究组，让他们将TCP/IP 软件移植到UNIX 操作系统中，并将结果提供给其他网点。 作为项目的一部分，设计者们创建了一个接口，应用进程使用这个接口可以方便的进行通信。他们决定，只要有可能就使用以有的系统调用，对那些不能方便的容入已有的函数集的情况，就再增加新的系统调用以支持TCP/IP 功能。 这样做的结果就出现了插口接口（Berkeley Socket），这个系统被称为Berkeley UNIX或BSD UNIX。(TCP/IP 首次出现在BSD 4.1 版本release 4.1 of Berkeley SoftwareDistribution)。 由许多计算机厂商，都采用了Berkeley UNIX，于是许多机器上都可以使用Socket 了。这样，Socket 接口就被广泛使用，到现在已经成为事实上的标准。 网络编程接口的产生与发展 要想实现套接字编程接口，可以采用两种实现方式: 一种是在操作系统的内核中增加相应的软件来实现， 一种是通过开发操作系统之外的函数库来实现。 网络编程接口的产生与发展 Linux系统是通过提供套接字(socket)来进行网络编程的. Socket技术提供了在TCP/IP模型各个层上的编程支持。 该技术是在内核处理收到的各层协议数据，然后应用程序以文件的方式接受内核传来的数据。 应用程序的文件处理是通过一个文件句柄来进行的。 网络编程接口的产生与发展 网络程序通过socket和其它几个函数的调用,会返回一个 通讯的文件描述符, 我们可以将这个描述符看成普通的文件的描述符来操作, 这就是linux的设备无关性的好处.我们可以通过向描述符读写操作实现网络之间的数据交流. 套接字基础 套接字基础 什么是套接字（SOCKET） 套接口是对网络中不同主机上应用进程之间进行双向通信的端点的抽象，一个套接口就是网络上进程通信的一端，提供了应用层进程利用网络协议栈交换数据的机制。 套接字基础 Socket 的功能 Socket 的英文原意就是“孔”或“插座”，将电话系统与面向连接的Socket 机制相比，有着惊人相似的地方。以一个国家级的电话网为例。 电话的通话双方相当于相互通信的两个进程；通话双方所在的地区（享有一个全局唯一的区号）相当于一个网络，区号是它的网络地址；区内的一个单位的交换机相当于一台主机，主机分配给每个用户的局内号码相当于Socket 号. 任何用户在通话之前，首先要占有一部电话机，相当于申请一个Socket 号；同时要知道对方的电话号码，相当于对方有一个Socket。 然后向对方拨号呼叫，相当于发出连接请求（假如对方不在同一区内，还要拨对方区号，相当于给出网络地址）。对方假如在场并空闲（相当于通信的另一主机开机且可以接受连接请求），拿起电话话筒，双方就可以正式通话，相当于连接成功。 双方通话的过程，是向电话机发出信号和从电话机接受信号的过程，相当于向Socket 发送数据和从Socket 接受数据。通话结束后，一方挂起电话机，相当于关闭Socket，撤消连接。 套接字基础 我们应当从多个层面来理解套接字这个概念的内涵。 从套接字所处的地位来讲，套接字上联应用进程，下联网络协议栈，是应用程序通过网络协议栈进行通信的接口，是应用程序与网络协议栈进行交互的接口。 套接字基础 从实现的角度来讲，非常复杂。 套接字是一个复杂的软件机构，包含了一定的数据结构，包含许多选项，由操作系统内核管理。 从使用的角度来讲，非常简单。 对于套接字的操作形成了一种网络应用程序的编程接口（API）。 本书把