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主题:谈socket编程(1)
发信人: lunarsea()
整理人: workingnow(2002-10-30 13:58:37), 站内信件
    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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※ 来源:.月光软件站 http://www.moon-soft.com.[FROM: 202.100.29.240]
※ 修改:.tanshuai 于 Jul  6 13:29:12 修改本文.[FROM: 202.96.191.124]

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