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网络编程;第一页 最后一页;第一页 最后一页;第1章 网络编程基础;1.1 网络编程相关的基本概念;1.1 网络编程相关的基本概念;一个进程可以包含若干个线程，同时执行进程地址空间中的代码。 当创建一个进程时，系统会自动创建它的第一个线程，称为主线程。 然后，该线程可以创建其他的线程，而这些线程又能创建更多的线程。 每个线程拥有自己的一组CPU寄存器和堆栈。 进程至少拥有一个线程，否则将被撤销。 Windows 2000能在有多个CPU的计算机上运行，每个CPU上运行不同的线程，达到多线程运行。 ;图1.1 单CPU分时地运行进程中的各个线程;2．网络应用进程在网络体系结构中的位置 从计算机网络体系结构的角度来看，网络应用进程处于网络层次结构的最上层。 从功能上，可以将网络应用程序分为两部分： 专门负责网络通信的模块，它们与网络协议栈相连接，借助网络协议栈提供的服务完成网络上数据信息的交换。 面向用户或者作其他处理的模块，它们接收用户的命令，或者对借助网络传输过来的数据进行加工。 两部分模块相互配合来实现网络应用程序功能。 ;图1.2 网络应用程序在网络体系结构中的位置;网络应用程序这两部分的关系： 通信模块，是网络分布式应用的基础； 其他模块，对网络交换的数据进行加工处理。 网络应用程序要实现网络资源的共享，共享的基础就是必须能够通过网络轻松地传递各种信息。 网络编程首先要解决网间进程通信的问题。然后才能在通信的基础上开发各种应用功能。;3．实现网间进程通信必须解决的问题 网间进程通信，是指网络中不同主机中的应用进程之间的相互通信问题，必须解决以下问题： 网间进程的标识问题(不能只用进程号标识)； 如何与网络协议栈连接的问题（通过定义套接字网络编程接口来解决）； 多重协议识别问题(不同协议工作方式不同)； 不同的通信服务的问题（要求不同，如文件传输要求可靠、无差错、无乱序、无丢失，网络聊天要求不高，可选TCP和UDP服务）。;1．传输层在网络通信中的地位;传输层是计算机网络中，通信主机内部进行独立操作的第一层，是支持端到端的进程通信的关键的一层。;2．端口的概念 端口是TCP/IP协议族中，应用层进程与传输层协议实体间的通信接口。 在OSI七层协议描述中，将其称为应用层进程与传输层协议实体间的服务访问点（SAP）。 应用层进程通过系统调用与某个传输层端口进行绑定，然后通过该接口接收或发送数据。 类似于文件描述符，每个端口都拥有一个叫作端口号（port number）的16位整数型标识符。 可以用端口标识通信的网络应用程序。;传输层TCP和UDP两个协议是完全独立的软件模块，因此各自的端口号也独立。 如同所示都可以提供65535个端口。 端口是操作系统可分配的一种资源。;从实现的角度讲，端口是一种抽象的软件机制，包括一些数据结构和I/O缓冲区。 在TCP/IP实现中端口操作类似于一般的I/O操作。 进程获取一个端口，相当于获取本地唯一的I/O文件，可以用一般的读写原语访问。;3．端口号的分配机制 网络进程通信前必须获知对方的进程地址。 由于网络应用程序大多采用C/S模式开发，通信总是由客户机发起，因此事先只需让客户机知道服务器的进程地址即可。 Internet中为客户服务的众所周知的服务有限。 TCP/IP协议采用了全局分配（静态分配）和本地分配（动态分配）相结合的分配方法。 对于TCP或UDP，将它们的全部65535个端口号分为保留端口号和自由端口号两部分。;保留端口号，范围是0－1023，又称为众所周知的端口或熟知端口（well-known port），只占少数，采用全局分配或集中控制的方式，由一个公认的中央机构根据需要进行统一分配，静态地分配给因特网上著名的众所周知的服务器进程，并将结果公布于众。 ;自由端口号，范围是1024－65535，采用本地分配，又称为动态分配。 TCP或UDP端口的分配规则是： 端口0：不使用，或者作为特殊的使用； 端口1-255：保留给特定的服务，TCP和UDP均规定，小于256的端口号才能分配给网上著名的服务； 端口256-1023：保留给其他的服务，如路由； 端口1024-4999：可用作任意客户的端口； 端口5000-65535：可用作用户的服务器端口。 ;在这样的端口分配机制下，客户进程C与服务器进程S第一次通信的情景。;为确保服务器进程为多个客户机进程服务，服务器的保留端口是专门用来监听客户端的连接请求的。 当服务器从保留端口接收到一个客户机的请求后，立即创建另外一个线程，并为这个线程分配一个保留端口（在5000－65535选择分配），然后继续接收新的客户机请求。;4．进程的网络地址的概念 在因特网中，用一个三元组可以在全局中唯一地标识一个应用层进程： 应用层进程