网络编程_第二课_Socket编程基础

2 Socket编程基础 1 Lecturer 张靖宇四川大学计算机学院Email jingyuz 网络编程 Part2 Socket编程基础 2 Socket编程基础 2 Systemcallsrelevanttonetworking socketconnectbindlistenacceptsendrecvclose closesocketshutdownselectfcntlgetsocknamegetpeernamegetsockopt 2 Socket编程基础 3 socketSystemCall 网络应用进程调用的第一个函数 用于创建套接口intsocket intfamily inttype intprotocol 返回 非负描述字成功 1失败典型用例intsockfd socket AF INET SOCK STREAM IPPROTO TCP 2 Socket编程基础 4 bindSystemCall bind为套接口分配一个本地协议地址intbind intsockfd conststructsockaddr myaddr intaddrlen 几乎所有server进程在三路握手前 都需要绑定到一个well known地址 client通常不必调用bind Why 2 Socket编程基础 5 bindSystemCall 示例 intsockfd Createasocketsockfd socket AF INET SOCK STREAM PPROTO TCP Setupthesockaddrstructurestructsockaddr insaServer saServer sin family AF INET saServer sin addr s addr inet addr 10 0 0 1 saServer sin port htons 7000 Bindthelisteningsocketusingthe informationinthesockaddrstructurebind sockfd structsockaddr 2 Socket编程基础 6 bindSystemCall 参数解释 structsockaddr insaServer bind sockfd structsockaddr 注意两个表示地址的结构体的区别 2 Socket编程基础 7 套接口地址strcut structsockaddr u shortsa family charsa data 14 structsockaddr in u shortsin family u shortsin port structin addrsin addr charsin zero 8 structin addr u longs addr structsockaddr in6 u shortsin6 family u shortsin6 port u longsin6 flowinfo structin6 addrsin6 addr u longsin6 scope id 2 Socket编程基础 8 byteorder 不同类型CPU的电脑中 内存存储multi bytes整数序列有两种方法 小端序 little endian 低序字节存储在低地址大端序 big endian 高序字节存储在低地址网络中传输的数据必须按网络字节序 即大端序IntelCPU采用小端序做主机序所以在大部分PC机上 当应用进程将整数送入socket前 需要转化成网络序 当应用进程从socket取出整数后 要转化成主机序 2 Socket编程基础 9 listenSystemCall listen通知内核 进程已准备好在这个socket上acceptincomingconnectionslisten将套接口类型从主动 active 套接口转换成被动 passive 套接口 将套接口状态从CLOSED转换到LISTEN函数第二个参数指定在此套接口排队的最大connections数量intlisten intsockfd intbacklog 典型用例listen sockfd 5 队列满了 socket如何响应新的syn 2 Socket编程基础 10 acceptSystemCall 在server进程调用listen之后 server进程接着调用accept等待client的连接请求 intaccept intsockfd structsockaddr clientaddr int addrlen 返回 非负描述字成功 1失败典型用例intconnfd accept sockfd NULL NULL 2 Socket编程基础 11 TCPServerProcess启动流程总结 启动 socket bind listen accept 开始send recv数据 2 Socket编程基础 12 connectSystemCall client端进程调用connect函数与tcpserver建立连接intconnect intsockfd structsockaddr servaddr intaddrlen 典型用例connect sockfd structsockaddr connect失败的情况ETIMEDOUTECONNREFUSED RSTEHOSTUNREACH 2 Socket编程基础 13 Socket通信流程总结 启动 socket bind listen accept 开始send recv数据 启动 socket connect 开始send recv数据 Server启动流程 Client启动流程 2 Socket编程基础 14 sendSystemCall send系统调用在一个已连接套接口上发送数据intsend intsockfd constchar buf intlen intflags 典型用例send connectSocketfd sendbuf strlen sendbuf 0 如果socketoutputbuffer已经没有剩余空间 send调用将会一直阻塞 block 或者说调用send的进程会一直sleep 直到buffer腾出空间 2 Socket编程基础 15 recvSystemCall recv系统调用在一个已连接套接口上接收数据intrecv intsockfd char buf intlen intflags 典型用例recv connectSocketfd recvbuf recvbuflen 0 如果socketinputbufffer没有数据 recv调用将在数据到来前一直block 即进程一直sleeprecv调用中虽然指定了期待接收的字节数len 但recv方法可能在未读取到len个字节的信息就返回 TCP是字节流协议的特征 2 Socket编程基础 16 close closesocket close系统调用 Linux适用 和closesocket windows适用 关闭一个套接口intclose intsockefd intclosesocket intsockefd 典型用例close connectSocketfd close关闭socket后 socket不能再进行读或写 接着TCP自动触发连接终止序列 2 Socket编程基础 17 Quiz 考虑在TCP IP网络中如何处理以下两个场景的需求场景一 主机A连续发送三个字符串给主机B1 Hello2 Mailreceived3 Thanks场景二 主机A连续发送三个二进制文件给主机B1 book doc文件大小 2 100K2 flower jpg文件大小 30K3 cup xsl文件大小 800K 2 Socket编程基础 18 练习 编写Client Server程序 三路握手成功后 client端发送字符串 c net test 请求server端程序将server端主机上C盘根目录下net te