UNIX套接字编程:原理与基本概念详解

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**Socket编程原理** **2.1 UNIX系统与网络I/O模型的转变** 在UNIX系统早期,I/O操作通常遵循"open-write-read-close"的模式,用户进程通过调用"打开"命令获取文件或设备的使用权,随后进行读写操作,最后关闭连接。随着TCP/IP协议的集成,网络I/O操作变得更为复杂。用户进程不再直接与传统设备交互,而是需要在不同主机上进行进程间的通信。网络应用编程接口(Network Application Programming Interface, NAPI)如UNIX BSD的套接字(socket)和System V的TLI应运而生,其中socket因支持TCP/IP协议而在众多网络应用中占据主导地位。 **2.2 套接字编程基础** - **进程通信的扩展**:传统的进程通信机制如管道、命名管道和信号等仅限于同一主机内的进程间通信。为了处理不同主机间的通信,套接字提供了一个通用平台,它允许跨主机的进程互相识别和交换数据。 - **网间进程标识**:在本地系统中,进程通过进程号(PID)唯一标识。但在网络中,独立分配的进程号不再适用,套接字编程需要引入网络地址(如IP地址和端口号)来唯一标识远程进程。 **2.2.1 套接字编程基本概念** - **套接字(Socket)**:套接字是网络通信的基本实体,它是一种抽象的通信端点,允许应用程序在不同的网络层进行数据交换。一个套接字由四元组(IP地址,端口号,协议类型,套接字类型)组成,体现了通信双方的身份和通信方式。 - **通信模型**:套接字编程通常涉及创建、绑定、监听、连接、发送和接收数据等步骤。客户端通常主动发起连接,服务器则等待连接请求。通过套接字,应用程序可以实现TCP(面向连接,可靠传输)或UDP(无连接,不可靠传输)等不同协议的数据传输。 - **多路复用(Multiplexing)**:为了提高效率,套接字编程还可能利用多路复用技术,如select或epoll,以同时监听多个套接字,减少不必要的阻塞。 套接字在现代操作系统中(如DOS、Windows)广泛使用,作为开发网络应用的重要工具,它的灵活性和性能使得它成为了互联网通信的核心组件。掌握套接字编程原理对于理解和构建各种网络服务至关重要。