什么是TCP/IP------本课程的主要部分

TCP/IP如何工作-----TCP/IP软件结构与实现

如何用TCP/IP-------TCP/IP应用程序编程接口

前面说过，TCP/IP标准并不指定应用程序与TCP/IP协议软件的接口，但并不是说没有提供任何指导，首先，它指定了一些必须具有的操作。这包括：

–为通信指定本地资源

–指定本地和远程通信端点

–初始化连接(客户端)

–等待连接(服务器端)

–发送和接收数据

–生成紧急数据

–中断通信

–……

–在通信结束时释放本地资源

同时，TCP/IP标准还指定了一个概念层接口，它是作为一个阐述如何使用TCP/IP的例子，它包含了一系列过程和函数，标准建议了每个过程和函数所需要的参数及其所执行操作的语义，但没有进一步指定数据表示的细节。

仔细的接口通常由操作系统来定义，只要完成TCP/IP标准中的功能，可以有不同的细节选择。这样不同的操作系统的应用程序编程接口是各不同的。

–Berkeley Software Distribution UNIX 的 Socket 接口是广泛使用的

–Windows的接口定义Winsock接口

–System V的接口定义TLI接口

–……

操作系统提供的应用程序编程接口又分为两类：

–直接由操作系统内核提供的系统调用

BSD UNIX　socket

–在操作系统外以库函数的方式提供的各种可调用函数

Windows socket

一、系统调用

–当应用程序要进行系统调用，首先是把控制交到系统调用接口，接口再把控制转到操作系统，由操作系统调用相应的内部进程来执行请求的操作，内部进程完成后，操作系统再通过调用接口把控制权返回应用程序

在TCP/IP协议加入操作系统后，操作系统可以有两种方式来帮助应用程序访问内核的TCP/IP协议

–用一种新的系统调用

–用通常的I/O调用来访问TCP/IP

完全用第一种方案较少，因为这样要把所有的概念操作都重新设计

采用第二种方案：通过重载通常的I/O调用使得访问协议与通常的I/O一样。

较多采用混合方法：易重载的重载，不易重载的用新函数。

UNIX的基本的I/O函数(一般设备或文件的I/O操作)

–open：为I/O操作准备设备或文件

–close：终止使用前面打开的设备和文件

–read：从输入设备或文件获取数据

–write：向输出设备或文件传输数据

–lseek：移到设备或文件指定的位置

–ioctl：控制设备或访问它的软件

一旦打开某个设备或文件，就给它分配一个描述号，

–int desc;

–desc=open(“filename”,O_RDWR,0)

在后面，应用程序将使用 desc 来对该文件进行标识并进行读写操作

–read(desc,buffer,128)

完成相关操作后，关闭

–close (desc)

–在BSD UNIX中，使用重载上述的I/O调用来实现对协议的部分访问。同时又一些功能不能重载，需要设计一些新的函数

BSD UNIX Socket 使用混合模式

BSD UNIX Socket 在设计时还考虑到支持多种通信协议，因此，协议族名称往往是一些函数的参数。TCP/IP是一个单一的协议族

BSD UNIX Socket 要求必须使用服务类型来指定操作而不是指定某个协。

以下为几个在完成socket进程通信机制中需要的系统调用(以下以BSD UNIX为例)

sockid=socket(family,type,protocol) //创建socket

–其中： family：地址族，即协议族

–Type：协议服务类型

–Protocol：具体协议

–sockid：UNIX用于标识该socket的整数，

bind(sockid，localaddr，addrlen)

//将本地socket地址(本地地址，本地端口)与所创建的scoket号联系起来，

–其中localaddr：指向socket地址结构的指针，TCP/IP的socket地址结构：

struct sockadd_in{

u_short sin_family; //指明协议族

u-short sin_port; //端口号

struct in_addr sin_addr; //IP地址

char sin_zero[8]; //未用

}

–addrlen：地址结构的长度(以字节为单位)

connect(sockid, destaddr, paddrlen)

//用于建立socket连接

–sockid：欲建立连接的本地socket号

–destaddr：指向对方socket地址结构的指针

–paddrlen：对方socket地址长度

listen(sockid，quelen)

//服务器用于确认它愿意建立客户请求的连接

–sockid：本地socket号，服务器将从它上面接收客户请求

–quelen：请求队列的长度，

newsock=accept(sockid, clientaddr, paddrlen)

//用于面向连接的服务器建立socket连接

–sockid：欲建立连接的本地socket号

–clientaddr：指向客户socket地址结构的指针

–paddrlen： 客户socket地址长度

–newsock：一个新的socket号

发送数据的系统调用(write)

–面向连接

write(sockid，buff，bufflen)//缓冲发送

writev(sockid，iovector，vectorlen)//集中发送

send(sockid，buff，bufflen，flags)//可控缓冲发送

–面向无连接

sendto(sockid，buff，bufflen，flags，dstadd，addrlen)//可控缓冲发送

sendmsg(sockid，message，flags)//可控缓冲发送

接收数据的系统调用(read)

–与发送的调用是一一对应的，有些参数所不同

其它与socket有关的系统调用

此外socket调用中还有一些给程序员用的实用函数，例如整数转换函数等等以实现不同体系结构的兼容性。因为BSD UNIX socket调用是支持多协议族的。(这也是socket函数复杂、受到批评的一个原因)

调用的时序关系：

利用socket实现并发服务器的例子：

int initsockid，newsockid；

if((initsockid=socket(…))<0)

error(“cant creat scoket”);

if(bind(initsockid，localaddr，addrlen)<0

error(“bind error”);

if(listen(initsockid,5)<0)

error(“listen error”);

for(；；){

newsockid=accept(initsockid，…)

if(newsockit<0)

error(“accept error”);

if(fork()==0){

close(initsockid);

do(newsockid);

exit(o);

}

close(newsockid);

}

除了完成socket的系统功能调用，BSD UNIX还提供了一套预定义的符号常量和数据结构声明，应用程序可以用它们来声明数据、指定变量。例如：符号常量SOCK_DGRAM 和 SOCK_STREAM分别说明采用树举报服务还是流服务

这些声明定义在两个头文件中：

–#include

#include

二、在操作系统外以库函数的方式提供可调用函数

Winsock API函数

–WSAStartup：初始化scoket库

–WSACleanup： 终止使用scoket库

–scoket：创建

–connect：

–closesocket：

–bind

–listen

–accept

–……

其它

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