目录
1 socket套接字
1.1 体系结构的两种形式
1.2 几种常见的网络编程接口
1.3 socket套接字
2 socket常用API介绍
2.1 API
2.2 地址族结构体
2.3 套接字类型
2.4 socket套接字
3 TCP通信的实现过程
4 练习
1 socket套接字
1.1 体系结构的两种形式
- 网络的体系结构 (Network Architecture) 是计算机网络的各层及其协议的集合,就是这个计算机网络及其构件所应完成的功能的精确定义(不涉及实现)
- 实现 (implementation) 是遵循这种体系结构的前提下,用何种硬件或软件完成这些功能的问题
1.2 几种常见的网络编程接口
- Berkeley UNIX 操作系统定义了一种 API,它又称为套接字接口 (socket interface)
- 微软公司在其操作系统中采用了套接字接口 API,形成了一个稍有不同的 API,并称之为 Windows Socket
- AT&T 为其 UNIX 系统 V 定义了一种 API,简写为 TLI (Transport Layer Interface)
1.3 socket套接字
2 socket常用API介绍
2.1 API
/*创建套接字*/
int socket(int domain, int type, int protocol); /*绑定通信结构体*/
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);/*监听套接字*/
int listen(int sockfd, int backlog);/*处理客户端发起的连接,生成新的套接字*/
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);/*向服务器发起连接请求*/
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
三元组【IP地址,端口,协议】
- IP地址:标识计算机
- 端口号:标识计算机当中的进程
- 协议:指定数据传输的方式
2.2 地址族结构体
//通用地址族结构体//sa_family
AF_UNIX 使用本地域套接字的地址结构,用于本地通信
AF_INET 使用IPv4的通信地址结构
AF_INET6 使用IPv6的通信地址结构
....struct sockaddr {sa_family_t sa_family;char sa_data[14];
}struct sockaddr_in {sa_family_t sin_family;in_port_t sin_port; //端口号struct in_addr sin_addr; //IP地址结构体
};struct sockaddr {uint32_t s_addr; //IP地址结构体
};//IPV6
struct sockaddr_in6 {sa_family_t sin6_family;in_port_t sin6_port;uint32_t sin6_flowinfo;struct in_addr sin_addr;uint32_t sin6_scope_id;
};struct sockaddr {unsigned char s6_addr[16];
};
bind绑定中定义了一个通用结构体,通用结构体中可选IPV6、IPV4、本地,我们使用的 struct sockaddr_in或者struct sockaddr_in6可强制转换为通用结构体,以便适配不同结构体。其中ipv4、ipv6长度不一致,通过len参数区分。
2.3 套接字类型
流式套接字 (SOCK_STREAM) 提供可靠的、面向连接的通信流;它使用TCP,从而保证数据传输的可靠性和顺序性
数据报套接字 (SOCK_DGRAM) 定义了一种不可靠、面向无连接的服务,数据通过相互独立的报文进行传输,是无序的,并且不保证是可靠、无差错的。它使用数据报协议UDP
原始套接字(SOCK_RAW) 允许直接访问底层协议,如IP或ICMP,它功能强大但使用较为不便,主要用于协议开发。
2.4 socket套接字
3 TCP通信的实现过程
建立连接 socket, bind, listen, accept
数据传送 read/write recv/send
连接释放 close shutdown
- 通信之前,客户和服务器先创建套接字
- 服务器端调用 bind,把端口号和本地 IP 地址填写到已创建的套接字中。
- 服务器端调用 listen(收听),把套接字设置为被动方式,以便随时接受客户的服务请求。UDP 服务器不使用 listen 系统调用。
- 服务器端调用 accept(接受),以便把远地客户进程发来的连接请求提取出来。UDP 服务器不使用 accept 系统调用
- 客户进程调用 connect,以便和远地服务器建立连接(这就是主动打开)。
- 客户和服务器在 TCP 连接上使用 write传送数据,使用 read接收数据。
- 客户或服务器通信结束,调用 close 释放连接和撤销套接字。
4 练习
举例说明socket套接字常见API,及其功能