socket 编程入门教程(三)TCP原理:3、设计TCP socket的类(中)
当激活监听的TCPListenSock等待远程client的connect()握手请求的时候,是调用了accept()并且产生阻塞(默认情况下),如果accept()成功返回意味着conect()握手请求请求成功,这时候就通过accept()产生了一个新的sockFD用于TCP通讯。我们把这个新的sockFD构建为TCPServerSock类:
class
TCPServerSock:
public
BaseSock{
private :
sockaddr_in clientSockAddr;
protected :
char * preBuffer;
int preBufferSize;
mutable int preReceivedLength;
public :
explicit TCPServerSock(
const TCPListenSock & listen_sock,
int pre_buffer_size = 32 );
virtual ~ TCPServerSock();
int TCPReceive() const ;
int TCPSend( const char * send_data,
const int & data_length) const ;
};
这里,我们为TCPServerSock预留一个缓存,这个缓存并不是必须的,但是设置这样一个缓存至少有两个好处:
private :
sockaddr_in clientSockAddr;
protected :
char * preBuffer;
int preBufferSize;
mutable int preReceivedLength;
public :
explicit TCPServerSock(
const TCPListenSock & listen_sock,
int pre_buffer_size = 32 );
virtual ~ TCPServerSock();
int TCPReceive() const ;
int TCPSend( const char * send_data,
const int & data_length) const ;
};
1、可以在使用时不必专门为recv()建立缓存;
2、类方法TCPReceive()和TCPSend()可以共享这个缓存,在处理很多问题时候很方便,比如echo,就不需要先把recv()的缓存读出来再由send()来发送。
将缓存已用长度preReceiveLength加上关键字mutable表示我们不关心这个长度会被更改,我们只在乎有一个缓存可以用,但是实际用了多少不重要,这样我们就可以为接受和发送的类方法加上const。
我们回到TCPServerSock的建立,TCPServerSock通过TCPListenSock accept()一个远程的client connect()握手请求而建立,所以,TCPServerSock的构造在默认情况下是阻塞的。
TCPServerSock::TCPServerSock(
const TCPListenSock & listen_sock,
int pre_buffer_size):
preBufferSize(pre_buffer_size),
preReceivedLength( 0 )
{
preBuffer = new char [preBufferSize];
socklen_t clientSockAddrLen = sizeof (clientSockAddr);
sockFD = accept( listen_sock.showSockFD(),
(sockaddr * ) & clientSockAddr,
& clientSockAddrLen);
if (sockFD < 0 ) {
sockClass::error_info( " accept() failed. " );
}
std::cout << " Client (IP: "
<< inet_ntoa(clientSockAddr.sin_addr)
<< " ) conneted. " << std::endl;
}
TCPServerSock:: ~ TCPServerSock()
{
delete [] preBuffer;
close(sockFD);
}
这里需要注意一个Linux和Windows下的不同:
const TCPListenSock & listen_sock,
int pre_buffer_size):
preBufferSize(pre_buffer_size),
preReceivedLength( 0 )
{
preBuffer = new char [preBufferSize];
socklen_t clientSockAddrLen = sizeof (clientSockAddr);
sockFD = accept( listen_sock.showSockFD(),
(sockaddr * ) & clientSockAddr,
& clientSockAddrLen);
if (sockFD < 0 ) {
sockClass::error_info( " accept() failed. " );
}
std::cout << " Client (IP: "
<< inet_ntoa(clientSockAddr.sin_addr)
<< " ) conneted. " << std::endl;
}
TCPServerSock:: ~ TCPServerSock()
{
delete [] preBuffer;
close(sockFD);
}
对于sockaddr_in(也包括sockaddr)的大小,被accept()指定的时候,Linux中用的是socklen_t,其实这就是size_t,也就是unsigned int。而WinSock中却用的是int。因为在编译中不会自动转换,所以会提示错误。
再次强调,TCPServerSock的sockFD是通过accept()建立的而不是socket(),这也是唯一一个不用socket()建立的sockFD(包括UDP的)。在client发出的connect()握手请求的数据报中,同时包含着client端的地址信息(IP地址和端口)和server端的地址信息(IP地址和端口),正是这个握手请求数据报中的两边的地址信息通过accept()被传递到TCPServerSock的sockFD中。请注意,server端的信息并非由TCPListenSock提供,因为TCPListenSock中listenSockAddr的IP地址为空(INADDR_ANY == 0),而TCPServerSock中server端的SockAddr却是具体的,由客户端的握手协议传来的(但是没有具体的体现出来)。只有具体的地址(IP地址和端口)才能提供IP数据包的目的地方向。而端口号,则因为client事先知道监听端口号,从而在握手请求中包含,最终传递给TCPListenSock中server端的SockAddr,虽然这个过程决定了这个端口号等于监听端口号,但是需要明白的是,这个端口号来自握手请求的数据报而不是TCPListenSock的listenSockAddr。
新的sockFD具有来向(本机)和去向(远程)的信息,所以可以收发数据。TCPServerSock的sockFD一旦建立,马上向远程返回一个数据报,这个数据报有两层意义:
1、表示server已经接收了client的握手请求;
2、对client发出与server这个新sockFD握手的请求。
这就是所谓第二次握手,并且也是以数据报的形式传送的。我们说过,TCP协议的目标是建立“可靠”的数据流形式的通讯,在这个数据流的通道建立起来以前,只能采用数据报的形式传送数据。