ACE Socket通信机制

ACE中TCP通信

概述：

传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）：TCP提供可靠的、面向连接的运输服务，用于高可靠性数据的传输。TCP协议的可靠性是指保证每个tcp报文能按照发送顺序到达客户端。

Tcp通信过程一般为如下步骤：

1. 服务器绑定端口，等待客户端连接。
2. 客户端通过服务器的ip和服务器绑定的端口连接服务器。
3. 服务器和客户端通过网络建立一条数据通路，通过这条数据通路进行数据交互。

常用API：

1. ACE_INET_Addr类。

ACE"地址"类ACE_Addr的子类，表示TCP/IP和UDP/IP的地址。它通常包含机器的ip和端口信息，通过它可以定位到所通信的进程。

定义方式：
ACE_INET_Addr addInfo(3000,"192.168.1.100"); 
常用方法：

1. get_host_name    获取主机名
2. get_ip_address    获取ip地址
3. get_port_number    获取端口号

2. ACE_SOCK_Acceptor类。

服务期端使用，用于绑定端口和被动地接受连接。
常用方法：

1. open 绑定端口
2. accept建立和客户段的连接

3.  ACE_SOCK_Connector类。

客户端使用，用于主动的建立和服务器的连接。
常用方法：

1. connect()    建立和服务期的连接。

 4. ACE_SOCK_Stream类。

客户端和服务器都使用，表示客户段和服务器之间的数据通路。
常用方法：

1. send ()    发送数据
2. recv ()    接收数据
3. close()    关闭连接（实际上就是断开了socket连接）。

代码示例：

下面例子演示了如何如何用ACE创建TCP通信的Server端。

#include "ace/SOCK_Acceptor.h"
#include "ace/SOCK_Stream.h"
#include "ace/INET_Addr.h"
#include "ace/OS.h"

#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    ACE_INET_Addr port_to_listen(3000);        //绑定的端口
    ACE_SOCK_Acceptor acceptor;
    if (acceptor.open (port_to_listen, 1) == -1)     //绑定端口
    {
        cout<<endl<<"bind port fail"<<endl;
        return -1;
    }

    while(true)
    {
        ACE_SOCK_Stream peer;        //和客户端的数据通路
        ACE_Time_Value timeout (10, 0);

        if (acceptor.accept (peer) != -1)    //建立和客户端的连接
        {
            cout<<endl<<endl<<"client connect. "<<endl;
            char buffer[1024];
            ssize_t bytes_received;

            ACE_INET_Addr raddr;
            peer.get_local_addr(raddr);
            cout<<endl<<"local port\t"<<raddr.get_host_name()<<"\t"<<raddr.get_port_number()<<endl;

            while ((bytes_received =
                peer.recv (buffer, sizeof(buffer))) != -1)    //读取客户端发送的数据
            {
                peer.send(buffer, bytes_received);    //对客户端发数据
            }
            peer.close ();
        }
    }

    return 0; 
}

这个例子实现的功能很简单，服务器端绑定3000号端口，等待一个客户端的连接，然后将从客户端读取的数据再次转发给客户端，也就是实现了一个EchoServer的功能。

相应的客户端程序也比较简单，代码如下：

#include <ace/SOCK_Stream.h>
#include <ace/SOCK_Connector.h> 
#include <ace/INET_Addr.h>
#include <ace/Time_Value.h> 

#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    ACE_INET_Addr addr(3000,"127.0.0.1");

    ACE_SOCK_Connector connector;    
    ACE_Time_Value timeout(5,0);
    ACE_SOCK_Stream peer;

    if(connector.connect(peer,addr,&timeout) != 0)
    {
        cout<<"connection failed !"<<endl;
        return 1;
    }
    cout<<"conneced !"<<endl;

    string s="hello world";
    peer.send(s.c_str(),s.length());    //发送数据
    cout<<endl<<"send:\t"<<s<<endl;

    ssize_t bc=0;            //接收的字节数

    char buf[1024];
    bc=peer.recv(buf,1024,&timeout);    //接收数据
    if(bc>=0)
    {
        buf[bc]='\0';
        cout<<endl<<"rev:\t"<<buf<<endl;
    }
    peer.close();

    return 0; 
}

下表给出了服务器端和客户端的传输过程的比较：

操作	客户端	服务器端
初始化	不需要	调用acceptor.open()绑定端口
建立连接	调用connector.connect()方法	调用acceptor.accept()方法
传输数据	发送：调用peer.recv()方法 接收：调用peer.send()方法
关闭连接	调用peer.close()方法

ACE中UDP通信

udp是一种无连接的协议，提供无连接不可靠的服务。

在ace中，通过ACE_SOCK_Dgram类提供udp通信服务，ACE_SOCK_Dgram和ACE_SOCK_Stream的API非常类似，一样提供了send，recv及close等常用操作，这里就不再累述了。

udp通信时无需像tcp那样建立连接和关闭连接，tcp编程时需要通过accept和connect来建立连接，而udp通信省略了这一步骤，相对来说编程更为简单。

由于udp通信时无建立连接，服务器端不能像Tcp通信那样在建立连接的时候就获得客户端的地址信息，故服务器端不能主动对客户端发送信息（不知道客户端的地址），只有等到收到客户端发送的udp信息时才能确定客户端的地址信息，从而进行通信。

udp通信过程如下：

1. 服务器端绑定一固定udp端口，等待接收客户端的通信。
2. 客户端通过服务器的ip和地址信息直接对服务器端发送消息。
3. 服务器端收到客户端发送的消息后获取客户端的ip和端口信息，通过该地址信息和客户端通信。

下面代码为EchoServer的udp版：

//server.cpp
#include <ace/SOCK_Dgram.h>
#include <ace/INET_Addr.h>
#include <ace/Time_Value.h> 

#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    ACE_INET_Addr port_to_listen(3000);    //绑定的端口
    ACE_SOCK_Dgram peer(port_to_listen);    //通信通道

    char buf[100];
    while(true)
    {
        ACE_INET_Addr remoteAddr;    //所连接的远程地址
        int bc = peer.recv(buf,100,remoteAddr);    //接收消息，获取远程地址信息
        if( bc != -1)
        {
            string s(buf,bc);
            cout<<endl<<"rev:\t"<<s<<endl;
        }
        peer.send(buf,bc,remoteAddr);    //和远程地址通信
    }

    return 0; 
}

相应的客户端程序如下：

//client.cpp
#include <ace/SOCK_Dgram.h>
#include <ace/INET_Addr.h>
#include <ace/Time_Value.h> 

#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    ACE_INET_Addr remoteAddr(3000,"127.0.0.1");    //所连接的远程地址
    ACE_INET_Addr localAddr;    //本地地址信息

    ACE_SOCK_Dgram peer(localAddr);    //通信通道

    peer.send("hello",5,remoteAddr);    //发送消息

    char buf[100];
    int bc = peer.recv(buf,100,remoteAddr);    //接收消息
    if( bc != -1)
    {
        string s(buf,bc);
        cout<<endl<<"rev:\t"<<s<<endl;
    }

    return 0; 
}

和tcp编程相比，udp无需通过acceptor，connector来建立连接，故代码相对tcp编程来说要简单许多。另外，由于udp是一种无连接的通信方式，ACE_SOCK_Dgram的实例对象中无法保存远端地址信息（保存了本地地址信息），故通信的时候需要加上远端地址信息