网络工程的设计与实践(第二版)第12章WinSock网络程序的设计.ppt

; 12.1 WinSock的基本情况　　在Windows下的各种网络编程接口中, Windows Sockets脱颖而出，越来越得到大家的重视，这是因为Windows Sockets规范是一套开放的、支持多协议的Windows下的网络编程接口。从1991年的1.0版本到1995年的2.0.8版本，Windows Sockets经过不断完善并在Intel、Microsoft、Sun、SGI、Informix、Novell等公司的全力支持下，已经成为Windows网络编程事实上的标准。;　　Windows Sockets API是Microsoft Windows的网络程序接口，它包括一个标准的Berkeley Sockets功能调用的集合，以及为Windows所做的重要扩充。扩充的功能调用都以WSA(Windows Sockets Asynchronous)作前缀，表明它们允许异步的I/O操作，并采用了符合Windows消息机制的网络事件异步选择机制。这些扩充有利于应用程序开发者更好地利用Windows的消息驱动特性，设计出高性能的网络程序。;　　Windows Sockets的实现一般都由两部分组成：开发组件和运行组件。开发组件是供程序员开发Windows Sockets应用程序使用的，包括介绍Windows Sockets实现的文档、Windows Sockets应用程序接口(API)引入库和一些头文件。头文件WINSOCK.H是Windows Sockets最重要的头文件，包括了Windows Sockets实现所定义的宏、常数值、数据结构和函数调用接口类型。运行组件是Windows Sockets应用程序接口的动态连接库(DLL)，文件名为WINSOCK.DLL，应用程序在执行时通过装入它实现网络通信功能。; 12.2 套接字编程基本概念12.2.1 套接字　　套接字(Socket)是网络通信的基本构件，是可以被命名和寻址的通信端点，使用中的每一个套接字都有其类型和一个与之相连的进程。　　套接字存在于通信区域中。通信区域也称为地址族，是一个抽象概念，主要用于把通过套接字通信的进程的共有特性综合在一起。套接字通常只与同一区域中的套接字交换数据(也可跨区域通信，但要执行某种转换进程之后才能实现)。Windows Sockets只支持一个通信区域：网际域(AF-INET)，这个域被使用网际协议族通信的进程使用。;12.2.2 网间进程通信　　1. 端口　　网络中可以被命名和寻址的通信端口是操作系统可分配的一种资源。按照OSI协议的描述，传输层与网络层在功能上的最大区别是传输层提供进程通信能力???从这个意义上讲，网络通信的最终地址不仅仅是主机地址，还包括可以描述进程的某种标识符。为此，TCP/IP协议提出了协议端口(protocol port，简称端口)的概念，用于标识通信的进程。;　　端口是一种抽象的软件结构(包括一些数据结构和I/O缓冲区)。应用程序(进程)通过系统调用与某端口建立连接(binding)后，传输层传给该端口的数据都被相应进程所接收，相应进程发给传输层的数据都通过该端口输出。在TCP/IP协议的实现中，端口操作类似一般的I/O操作，进程获取一个端口，相当于获取本地惟一的I/O文件，可以用一般的读写原语访问。　　类似于文件描述符，每个端口都拥有一个叫端口号(port number)的整数型标识符，用于区别不同的端口。由于TCP/ IP传输层的两个协议TCP和UDP是完全独立的两个软件模块，因此各自的端口号也相互独立。;　　端口号的分配是个重要问题，有两种基本分配方式：全局分配和本地分配。全局分配是一种集中控制方式，由一个公认的中央机构根据用户需要进行统一分配，并将结果公布于众。本地分配又称动态链接，即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惟一的端口号，进程再通过合适的系统调用，将自己与该端口号联系起来。TCP/IP中端口号的分配综合了上述两种方式。TCP/IP将端口号分为两部分，少量的作为保留端口，以全局方式分配给服务进程，因此每个标准服务器都拥有一个全局公认的端口即周知端口(well-known port)，即使在不同机器上，其端口号也相同。剩余的为自由端口，以本地方式进行分配。TCP和UDP均规定，小于256的端口号才能作为保留端口。;　　2. 地址　　网络通信中通信的两个进程在不同的机器上。这两个机器可能位于不同的网络，这些网络通过网络互联设备(网关、网桥、路由器等)连接。因此需要三级寻址：　　(1) 某一主机与多个网络相连，必须指定一特定网络地址。　　(2) 网络上每一主机应有惟一的地址。　　(3) 每一主机上的每一进程应有在该主机