数据通信笫二十二讲Socket编程.ppt

《数据通信与计算机网络（第二版）》电子教案 笫二十二讲 Socket编程 本讲内容 第八章 运输层 8.4 Socket编程 8.4.1 Socket接口概念 8.4.2 Socket编程模型 8.4.3 Unix Socket编程 8.4.4 WinSock编程 8.4.1 Socket接口概念 Socket接口是TCP/IP网络通信的API。它规定了许多函数和例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。 网间进程通信 不同主机进程间的相互通信。 端口 网络中可以被命名和寻址的通信端点，是操作系统可分配的一种资源，用于标识通信的进程（如TCP或UDP端口）。 端口类似于文件描述符，端口操作类似于一般的I/O操作。 进程在使用端口前需要将自己与该端口号联系起来（绑定）。 8.4.1 Socket接口概念 端口号有两种基本分配方式 全局分配 由一个公认的中央机构统一管理和分配，并将结果公布于众（著名端口）。 TCP和UDP规定，小于1024的端口号作为全局分配的保留端口。 如21、80、110等。 本地分配（动态连接） 进程需要访问传输层服务时，向本地操作系统提出申请，操作系统返回一个本地唯一的端口号。 TCP和UDP规定，大于1024的端口号用于本地分配的自由端口。 TCP/IP端口号的分配综合了上述两种方式。 8.4.1 Socket接口概念 地址 网络通信中通信的两个进程分别在不同的机器上。 主机上的进程通过三级寻址： 网络地址； 网络上的主机地址； 主机上的进程标识。 TCP/IP主机地址由网络ID和主机ID组成（32位IP地址）；进程标识使用端口号（16位）。 网络字节顺序 为保证数据的正确性，在网络协议中须指定网络字节顺序。 TCP/IP使用16比特整数和32比特整数的高价先存格式。 8.4.1 Socket接口概念 连接 两个进程间的通信链路称为连接。 连接在内部表现为一些缓冲区和一组协议机制，在外部表现出比无连接高的可靠性。 半相关 网络中在全局唯一标识一个进程的三元组：(协议，本地地址，本地端口号)。 它指定连接的每半部分。 全相关 标识一个完整的网间通信的五元组：(协议，本地地址，本地端口号，远地地址，远地端口号)。 即两个协议相同的半相关组合成一个合适的相关，即完全组成一连接。 8.4.1 Socket接口概念 服务方式 “服务”是描述相邻层之间关系的抽象概念，即网络中各层向紧邻上层提供的一组操作。 下层是服务提供者，上层是请求服务的用户。 服务的表现形式是原语（primitive），如系统调用或库函数。 TCP/IP传输层以不同的服务方式提供“端到端”通信。 面向连接和无连接服务 TCP提供面向连接的字节流服务。 UDP提供无连接的数据报服务。 顺序 指接收数据顺序与发送数据顺序相同。 TCP提供顺序服务。 8.4.1 Socket接口概念 差错控制 保证应用程序接收的数据无差错的一种机制。 如校验和、确认等。 TCP提供差错控制服务。 流控制 在数据传输过程中控制数据传输速率的一种机制，以保证数据不被丢失。 TCP提供流控制服务。 字节流 仅把传输中的数据段看作是一个字节序列，不提供数据流的任何边界。 TCP提供字节流服务。 8.4.1 Socket接口概念 数据报 接收方要保存发送方的数据报边界。 UDP提供数据报服务。 全双工/半双工 端-端间数据同时以两个方向/一个方向传送。 TCP/IP的端到端通信是全双工的。 缓存 TCP/IP运输实体具备缓存能力。 紧急数据 TCP支持紧急数据功能。 8.4.1 Socket接口概念 在TCP/IP网络应用中，通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户/服务器（Client/Server，C/S）模式 客户向服务器发出服务请求，服务器接收到请求后，提供相应的服务。 C/S模式的建立基于以下两点： 建立网络的起因是网络中软硬件资源、运算能力和信息不均等，需要共享 。 网间进程通信完全是异步的。 8.4.1 Socket接口概念 C/S模式在操作过程中采取的是主动请求方式 服务器方(进程)先启动，并根据请求提供相应服务 a) 打开一通信通道并告知本地主机，它愿意在某一端口上(如HTTP使用80)接收客户请求； b) 等待客户请求到达该端口； c) 接收到重复服务请求，处理该请求并发送应答信号；接收到并发服务请求，激活一新进程来处理这个客户请求。服务完成后，关闭此新进程与客户的通信链路，并终止。 d) 返回第二步，等待另一客户请求。 e) 关闭服务器。 8.4.1 Socket接口概念 客户方(进程) a) 打开一通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口； b) 向服务器发服务请求报文，等待并接收应答；继续提出