发信人: lunarsea()
整理人: workingnow(2002-10-30 13:58:37), 站内信件
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进程通信的概念最初来源于单机系统,由于每个进程都在各自的地址 范围内运行,为了保证两个相互通信的进程之间既不互相干扰,又协调一致 的工作,操作系统为进程通信提供了相应设施,如UNIX BSD中的管道(pipe), 有名管道(named pipe)和软中断信号(singal),UNIX system V的消息 (message)、共享存储区(shared memory)和信号量(semaphore)等,但都 局限于用在本机进程之间通信。网间进程通信要解决的是不同主机进程间 的通信问题(可把同机进程通信看作其中的特例)。为此,首先要解决的 是网间进程标识问题。同一主机上,不同进程可以用进程号(pid)唯一标 识。但在网络环境下,各主机独立分配的进程号不能唯一标识该进程。例 如主机A赋予某进程号5,在B主机也可以存在5号进程,因此5号进程这句 话就没有意义了。其次,操作系统支持的网络协议众多,不同协议的工作 方式不同,地址格式也不同。因此,网间进程通信还要解决多重协议的识 别问题。为了解决上述问题,TCP/IP协议引入了下列几个概念。
端口 网络中可以被命名和寻址的通信端口是操作系统可分配的一种资源。 按照OSI七层协议的描述,传输层与网络层最大的区别是传输层提供进程通 信能力。从这个意义上讲,网络通信的最终地址就不仅是主机地址了,还 包括可以描述进程的某种标识符。为此TCP/IP协议提出了协议端口的概念, 用于标识通信的进程。 端口是一种抽象的软件结构,包括一些数据结构和I/O缓冲区。应用程 序即进程通过系统调用与某端口建立连接(binding)后,传输层传给该端口 的数据都被相应的进程所接收,相应进程发给传输层的数据都从该端口输 出。在TCP/IP协议的实现中,端口操作类似于一般的I/O操作,进程获取一 个端口,相当于获取本地唯一的I/O文件,可以用一般的读写原语访问。 类似于文件描述符,每个端口都拥有一个叫端口号的整数描述符,以区 别不同端口。由于TCP/IP传输层的两个协议TCP和UDP是两个完全独立的软件 模块,因此各自的端口号也相互独立。如TCP有一个255号端口,UDP也可以 有一个255号端口,两者并不冲突。 端口号的分配是一个重要问题,有两种基本分配方式:第一种叫全局分 配这是一种集中分配方式,由一个公认的中央机构根据用户需要尽行统一分 配,并将结果公布于众,第二种是本地分配,又称动态连接,即进程需要访 问传输层服务时,向本地操作系统提出申请,操作系统返回本地唯一的端口 号,进程再通过合适的系统调用,将自己和该端口连接起来(绑定)。TCP /IP端口号的分配综合了两种方式。TCP/IP将端口号分为两部分,少量的作 为保留端口,以全局方式分配给服务进程。因此,每一个标准服务器都拥有 一个全局公认的端口叫周知口,即使在不同的机器上,其端口号也相同。剩 余的为自由端口,以本地方式进行分配。TCP和UDP规定,小于256的端口才能 作为保留端口。
地址 网络通信中的两个进程分别在两个不同的机器上。在互连网络中,两台 机器可以位于不同的网络,这些网络通过网际互连设备(网关,网桥,路由 器)连接。因此需要三级寻址。 1。某一主机与多个网络相连,必须指定一特定网络地址; 2。网络上美一台主机应有其唯一的地址; 3。美一主机上的每一进程应有在该主机上的唯一标识。 主机地址就是IP啦,不必多说。进程唯一标识符是十六位整数端口号。
网络字节顺序 不同的计算机存放多字节值的顺序不同,有的机器在起始地址存放低位 字节,有的则相反。为保证数据的正确性,在网络协议中需指定网络字节顺 序。TCP/IP协议使用16位整数和32位整数的高价先存格式,他们均含在协议 的头文件中。
连接 两个进程间的通信链路称为连接。连接在内部表现为一些缓冲区和一组 协议机制,在外部表现出比无连接高的可靠性。
半相关 综上所述,网络中用一个三元组可以在全局中唯一标是一个进程: (协议,本机地址,本地端口号) 这样一个三元组,叫做一个半相关,他指定连接的每半部分。
全相关 一个完整的网间进程通信需要有两个进程组成,并且只能使用同一种 高层协议。也就是说TCP和UDP没法通信。因此一个完整的网间进程通信需要 一个五元组来标识: (协议,本机地址,本地端口号,远地地址,远地端口号) 这样一个五元组叫做一个全相关。
(未完待续..)
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