CSAPP：第十一章 网络编程

CSAPP：第十一章 网络编程

11.1 客户端服务器模型11.2 全球IP因特网11.3 套接字接口

11.1 客户端服务器模型

  每个网络应用都是基于客户端-服务器模型。采用这个模型，一个应用是由一个服务器进程和一个或者多个客户端进程组成。
  客户端-服务器模型的基本操作是事务。一个客户端-服务器事务由以下四步组成。

• 当一个客户端需要服务时，它向服务器发送一个请求，发起一个事务。
• 服务器收到请求后，解释它，并以适当的方式操作它的资源。
• 服务器给客户端发送一个响应，并等待下一个请求。
• 客户端收到响应并处理它。

11.2 全球IP因特网

  客户端和服务器通常运行在不同的主机上，并且通过计算机网络的硬件和软件资源来通信。
  全球IP因特网是最著名和最成功的互联网网络实现。每台因特网主机都运行实现TCP/IP协议的软件，几乎每个现代计算机系统都支持这个协议。因特网的客户端和服务器混合使用套接字接口函数和unix I/O函数来进行通信。

11.3 套接字接口

  套接字接口是一组函数，它们和Unix I/O函数结合起来，用以创建网络应用。

11.3.1 套接字的地址结构
  因特网的套接字地址存放在类型sockaddr_in的16字节结构中。对于因特网的应用，sin_family成员是AF_INET，sin_port成员是一个16位的端口号，sin_addr成员就是一个32位IP地址。IP地址和端口号总是以网络字序（大端模式）存放的。

 

 1/* IP socket address structure */
 2struct sockaddr_in {
 3    uint16_t       sin_family;     /* Protocol family (always AF_INET)*/
 4    uint16_t       sin_port;       /* Port number in network byte order */
 5    struct in_addr sin_addr;       /* IP address in network byte order */
 6    unsigned char  sin_zero[8];    /* Pad to sizeof(struct sockaddr) */
 7};
 8
 9/* Generic socket address structure for(connect,bind and accept)*/
10struct sockaddr{
11    uint16_t sa_family;   /* Protocol family */
12    char     sa_data[14]; /* address data */
13};

11.3.2 socket函数
  客户端和服务器使用socket函数来创建一个套接字描述符。

1#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
2#include <sys/socket.h>
3
4int socket(int domain, int type, int protocol);//若成功，返回套接字描述符；失败返回-1

11.3.3 connect函数
  客户端通过调用connect函数来建立和服务器的连接。connect函数试图与套接字地址为addr的服务器建立一个因特网连接，其中addrlen是sizeof(sockaddr_in)。connect函数会阻塞，一直到连接成功建立或者发生错误。

1#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
2#include <sys/socket.h>
3
4int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

11.3.4 bind函数
  剩下的套接字函数--bind,listen和accept，服务器用它们来和客户端建立连接。

1#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
2#include <sys/socket.h>
3
4int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

  bind函数告诉内核 addr中的服务器套接字地址和套接字描述符sockfd联系起来
11.3.5 listen函数
  客户端是发生连接请求的主动实体。服务器是等待客户端的连接请求的被动实体。默认情况下，内核会认为socket函数创建的描述符对应于主动套接字，它存在于一个连接的客户端。服务器调用listen函数告诉内核，描述符是被服务器使用而不是客户端。

1#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
2#include <sys/socket.h>
3
4int listen(int sockfd, int backlog);

  listen函数将sockfd从一个主动套接字转化为一个监听套接字，该套接字可以接受来自客户端的连接请求.backlog参数暗示了内核在开始拒绝连接请求前，队列中要排队的未完成的连接请求的数量。
11.3.6 accept函数
  服务器通过调用accept函数来等待来自客户端的连接请求。

1#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
2#include <sys/socket.h>
3
4int accept(int listenfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

  accept函数等待来自客户端的连接请求到达侦听描述符listenfd，然后在addr中填写客户端的套接字地址，并返回一个已连接描述符，这个描述符可以被用来利用Unix I/O函数与客户端通信。