计算机网络之Socket编程

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前言

TCP、UDP套接字编程

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一、Socket编程

应用进程使用传输层提供的服务才能够交换报文，实现应用协议，实现应用

• TCP/IP：应用进程使用Socket API访问传输服务
• 地点：界面上的SAP(Socket)方式:Socket API
• 目标：学习如何构建能借助sockets进行通信的C/S应用程序
• socket：分布式应用进程之间的门，传输层协议提供的端到端服务接口

2种传输层服务的socket类型:

• TCP：可靠的、字节流的服务
• UDP：不可靠（数据UDP数据报）服务

二、TCP套接字编程

• 套接字：应用进程与端到端传输协议（TCP或UDP）之间的门户
• TCP服务：从一个进程向另一个进程可靠地传输字节流

服务器首先运行，等待连接建立

• 1：服务器进程必须先处于运行状态
  • 创建欢迎socket
  • 和本地端口捆绑
  • 在欢迎socket上阻塞式等待接收用户的连接

客户端主动和服务器建立连接:

• 2：创建客户端本地套接字（隐式捆绑到本地port）
  • 指定服务器进程的P地址和端口号，与服务器进程连接
• 4:连接API调用有效时，客户端P与服务器建立了TCP连接
• 3：当与客户端连接请求到来时
  • 服务器接受来自用户端的请求，解除阻塞式等待，返回一个新的socket（与欢迎socket不一样），与客户端通信
  • 允许服务器与多个客户端通信
  • 使用源IP和源端口来区分不同的客户端

从应用程序的角度

• TCP在客户端和服务器进程之间提供了可靠的、字节流（管道）服务

TCP Socket编程
C/S模式的应用样例：

• 1）客户端从标准输入装置读取一行字符，发送给服务器
• 2）服务器从socket读取字符
• 3）服务器将字符转换成大写，然后返回给客户端
• 4）客户端从socket中读取一行字符，然后打印出
• 实际上，这里描述了C-S之间交互的动作次序

三、UDP套字编程

• UDP:在客户端和服务器之间没有连接

  • 没有握手
  • 发送端在每一个报文中明确地指定目标的IP地址和端口号
  • 服务器必须从收到的分组中提取出发送端的IP地址和端口号

• UDP:传送的数据可能乱序，也可能丢失

• 进程视角看UDP服务

  • UDP为客户端和服务器提供不可靠的字节组的传送服务

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总结

• 应用程序体系结构
  • 客户-服务器
  • P2P
  • 混合
• 应用程序需要的服务品质描述：
  • 可靠性、带宽、延时、安全
• Internet传输层服务模式
  • 可靠的、面向连接的服务：TCP
  • 不可靠的数据报：UDP
• 流行的应用层协议：
  • HTTP
  • FTP
  • SMTP,POP，IMAP
  • DNS
• Socket编程
• 应用层协议报文类型：请求/响应报文：
  • 客户端请求信息或服务
  • 服务器以数据、状态码进行响应
• 报文格式：
  • 首部：关于数据信息的字段
  • 数据：被交换的信息
• 控制报文vs.数据报文
  • 带内、带外
• 集中式vs.分散式
• 无状态vs.维护状态
• 可靠的vs.不可靠的报文传输
• 在网络边缘处理复杂性

一个协议定义了在两个或多个通信实体之间交换报文的格式和次序、以及就一条报文传输和接收或其他事件采取的动作