第六章 UNIX的网络通信初步.ppt

第六章 UNIX的网络通信初步 (1) UNIX操作系统为进程通信提供了相应设施，如管道（pipe）、命名管道（named pipe）和软中断信号（signal），消息（message）、共享存储区（shared memory）和信号量（semaphore）等，但这些都只限于用在本机进程间的通信。 (2) 为了实现计算机全面联网与信息的异地处理，需要为用户构建Client/Server 应用的通讯结构，通过网络接口编程，以解决不同主机进程间的通信问题。 6.1 网络接口 在UNIX系统中，网络接口有两类：一类是源自BSD UNIX的Sockets（套接口），另一类是UNIX System V 的TLI（Transmission Layer Interface）。TLI是根据工业标准“ISO传输服务定义（ISO 8072）”实现的，由于SVR3只包括了流以及TLI构建模块而并没有任何的如TCP/IP之类的协议，因此TLI具有与协议无关性，关键技术是定义了一组对许多传输协议公共的服务。目前TLI的修正版XTL在UNIX系统中仍然得到广泛的使用。Socket API是基于各种传输协议之上的，目前已经成为网络编程的既成事实标准。 基于Sockets API的通用性，本章只讨论Sockets API的应用。 目前最通用的提供远程进程间通信的API是伯克利套接字（Berkeley socket）接口。 所谓的套接字是一种抽象数据结构，用以创建一条在没有相关联的进程间发送、接收消息的通道（连接点）。这些进程在通信前各自建立一个Socket，并通过对Socket的读／写操作实现通信功能。 当使用基于套接字的连接时，服务器端进程创建一个套接字，并把它映射到一个本地地址上，然后等待（监听）客户端的请求。客户端进程也创建自己的套接字，并确定服务器端的具体位置（比如主机名，端口号等）。依靠传输／连接方式的应答，客户端进程就可以开始发送和接收数据，而不用管是否接收到服务器进程的正式确认（应答）。 每个套接字都有其类型和一个与之相连的进程。当应用程序创建套接字时，套接字系统调用返回句柄，即所谓套接字描述字，它和文件描述字是有所区别的：当文件描述字，由open命令创建时，它被耦合到特定的文件或设备；当套接字描述字由Socket命令创建时，它并不被耦合到任何位置。当套接字用作面向连接的网络传输接口时，应用程序可用bind命令将套接字明确地耦合到一个地址。当套接字用作无连接的网络传输接口时，应用程序可以在用sendto命令发送数据报时动态地提供地址。 6.1.1 套接口的类型 UNIX 提供下列四种类型的socket： 数据流套接字（SOCK_STREAM），它提供双向的、面向连接的、可靠的、有序的并且不重复的无记录边界数据流。一对相连的流Socket提供几乎类似于管道的接口。流式socket针对于TCP服务应用，如文件传送协议（FTP）。 数据流套接字采用TCP协议，这是个有连接的协议，在数据正式传输前必须建立连接，此连接是个稳定的双向线路，可以保证提供无错误的传送管道，因为只要封包在传送过程发生错误损毁、次序错乱或送错，TCP将会察觉问题并要求重新发送数据，因此适合在需要大量的数据传输并要求完全正确的状况时使用。 ? 6.1.1 套接口的类型 ? 数据报套接字（SOCK_DGRAM），它也支持双向数据流，但数据以独立包形式被发送，无可靠性保证、无序、数据可能丢失或重复。数据报socket提供一个无连接服务，对应于无连接的UDP服务应用，如网络文件系统（NFS）、组播通信。 数据报套接字采用UDP协议，这是个无连接的协议，发送主机直接将封包送至目的主机，无需事先建立连接。因为避免了建立连接所需的高代价，采用数据报方式效率较高，但数据报方式自身不能处理数据传输过程出现的错误，因此使用数据报方式的应用程序必须自己处理这些问题。一般在比较简单的网络应用程序中使用数据报方式。 6.1.1 套接口的类型 原始套接字（SOCK_RAW），它提供对支持socket概念的基本通信协议的访问。该接口允许用户访问支持套接字抽象的底层通信协议，如IP、ICMP直接访问，常用于检验新的协议实现或访问现有服务中配置的新设备。 顺序报套接字：这种类型的套接字类似数据流套接字，不同的是其传送的数据具有记录边界。 6.1.2 套接口支持的协议 1．套接字协议簇(family) （1）AF-UNIX ：UNIX Domain协议，在该域中创建的套接字只能为同在一个主机的进程所用