本章节深入探讨了Unix系统中的socket编程原理,它是TCP/IP协议在系统内核中集成后,为网络应用程序提供的一种通用接口。Unix系统原有的I/O模型不足以处理复杂的网络通信,因为网络操作涉及跨主机的进程通信,而传统的I/O机制局限于本地机器。套接字(socket)作为网络应用编程接口(API)的重要组成部分,在Sun公司的TCP/IP兼容系统中占据了主导地位,推动了网络应用的发展。 套接字编程的核心概念起源于单机系统中的进程通信,但扩展到了多主机环境。为了实现不同主机进程间的通信,套接字引入了以下几个关键概念: 1. **进程通信**:在本地环境中,操作系统通过管道、命名管道、软中断信号、消息传递、共享内存和信号量等方式支持进程间的通信。然而,这些机制局限于同一台计算机。套接字的出现旨在解决网络环境下的进程通信,即跨主机通信,这包括了进程标识的统一和网络连接的建立。 2. **进程标识**:在本地,进程通常由进程ID(PID)唯一标识。但在网络环境中,每个主机独立分配的PID不足以区分不同的进程。套接字编程需要一种全局的、网络范围内的进程标识机制,如IP地址和端口号的组合。 3. **套接字的基本概念**:套接字是一种抽象的通信端点,它代表了一个网络连接,允许进程之间发送和接收数据。一个套接字由四元组(IP地址,端口号,协议类型,套接字类型)来定义,这些信息描述了通信的双方以及使用的通信协议。 4. **网络连接的建立**:套接字编程涉及创建、绑定、监听、连接和接受等操作,用于初始化、管理和终止套接字连接。例如,客户端发起连接请求,服务器监听并接受连接,然后两者开始数据交换。 5. **应用实例**:套接字编程广泛应用于各种网络服务和应用,如Web服务器、电子邮件服务器、即时通讯软件等。随着套接字API被移植到Windows系统中,它成为了开发网络应用的标准工具。 总结来说,Socket编程原理是网络编程的核心内容,它扩展了传统的进程通信机制,提供了跨主机、跨网络的通信能力。理解和掌握套接字原理对于开发网络应用至关重要,无论是Unix还是其他操作系统,如Windows,其底层网络通信往往依赖于类似的概念和技术。
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