网络编程IO笔记

网络编程IO模型：

1.主要的4种IO模型：

①阻塞IO：最常用，简单，效率最低

②非阻塞IO：可防止进程阻塞在IO操作上，需要轮询。。。

③IO多路复用：允许同时对多个ＩＯ进行控制。

④信号驱动IO：

2.阻塞IO：

--read函数：----阻塞，需要内核去唤醒该进程。。。。

--write阻塞：主要发生的情况？？

用户缓冲区：？？？数组。。

UDP无发送缓存区，写操作sendto永远都不会阻塞。（）

 

3.非阻塞IO------使用比较少，了解有这种模式

--缓冲区满，不阻塞，它返回一个错误编号

--例如 waitpid（-1，&a， WHOHANG ）

--例如 fifo  open（）参数中加入非阻塞参数

 

fnctl（fd， cmd， arg）函数：改变一个描述符的属性，设置为O_NONBLOCK来实现非阻塞。

--cmd：命令 F_GETFL获得属性，并存放到flag中，arg忽略，传入0即可；F_SETFL设置属性

--arg：  

4.多路复用IO：（重点）

--一个进程处理多个人进程。。。。

--基本思想：先构造一张有关描述符的表fd_set  rdfs，然后调用select函数。

①fd_set  类似申明了一个一维数组 int  rdfs[256];

②FD_ZERO 作用相当于数组清零-----00000000000000

③FD_SET（0， &rdfs） 将文件描述符为0的地方（套接字缓存区），置一

  FD_SET (LIStenfd，&rdfs)

③如果select 返回值大于0；则遍历数组

for （ｉ= 0； ｉ ＜　；　ｉ＋＋）

{

        if （FD_ISSET（i， &rdfs）>0）

{

        if （ｉ==0） fgets。。。。

        if （ｉ== listenfd）

accept。。。。

}

}

 

select函数特点：

①    返回 n = select函数（，，，，， 0）就绪的描述符的个数。。

②它把没就绪的位清0.  使用FD_ISSET函数遍历数组，为0的位置调用accept函数

③作用查看缓冲区状态：

 

服务器模型：

１循环服务器

―――ＴＣＰ服务器

―――ＵＤＰ服务器

２．并发服务器

 

*********IO多路复用并发服务器*********

初始化（socket---bind---listen）

①fd_set  类似申明了一个一维数组 int  rdfs[256];

②FD_ZERO 作用相当于数组清零-----00000000000000

②    FD_SET（0， &rdfs） 将文件描述符为0的地方（套接字缓存区），置一

  FD_SET (LIStenfd，&rdfs)

fd_set  f1，f2；

FD_ZERO（&f1）

FD_SET（ ，&f1）

while（1）

{

        f2 = f1；

        if （select（。。。f2.。。。。）>0）

        {       

                  for （ｉ= 0； ｉ ＜= maxfd；　ｉ＋＋）

{

                           if （FD_ISSET（i， &f2）>0）

{

                           if （ｉ== listenfd）

connfd = accept();

                                    FD_SET(f1);

                           }

                           else

                           {

                                    recv(…….);

}                          

}

}

}

 

TCP并发服务器：

while（1）{

                  connfd = accept（。。。）；

                  fork（）

                  if （pid == 0） -------

close（listenfd）；

while （1）

{

        。。。。。。

}

exit（0）；//发送结束信号，异步方式解决僵尸问题

        else------父进程

           close（connfd）；

}

void  SignalHander（int signo）异步方式解决僵尸问题

{

        while（waitpid（-1， NULL， WHOHANG）>0）;

}

网络属性设置：

getsockopt（）

setsockopt（sockfd, level, optname, *optval, socklen_t）

level: SOL_SOCKET

optname:  SO_BROADCAST

optval: 存放选项值的缓冲区长度地址

socklen_t: 缓冲长度

 

网络超时检测：

i.在网络通信中，很多操作都会使进程阻塞；TCP套接字中的recv/accept/connet和UDP套接字中的recvform；

超时检测的必要性：

i.避免进程在没有数据时无限的阻塞；ii.当设定时间到时，进程从原来的操作返回继续进行。

 

三种方法检测网络超时：

方法一：

设置套接字属性：SO_RCVTIMEO

struct  timeval  timev；

timev.tv_sec = 5;

timev.tv_usec = 0;

…….

setsocketopt(sockfd,SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO,&TIMEV, sizeof(timev)); //设置接收超时

………

recv()/recvfrom…..//从套接字读取数据。。。

 

方法二：

用select检测socket是否准备就绪；

struct  fd_set  rdfs;

struct  timeval  tv = {5, 0}; //设置5秒时间

FD_ZERO(&rdfs);

FD_SET(sockfd, &rdfs);

if (select (sockfd,&rdfs,NULL,NULL,NULL,&tv) > 0) //sockfd就绪

{

        recv()/recvfrom()// 从socket中读取数据

}

 

方法三：

设置定时器timer，捕捉SIGALRM信号

void  hander（int  signo）{ return；}

struct  sigaction  act;

sigaction(SIGALRM, NULL,&act);

act.sa_hander  =  hander();

act.sa_flags  &= ~SA_RESTART; //将某位清0

sigaction(SIGALRM, &act, NULL);

alarm(5);

if (recv(,,,) <0) ………

 

记住一两个错误编号和宏：

errno = 11 是连接超时

errno = 4  是中断system call 宏：EINTR

 

广播：

1.数据包发送方式只有一个接收方，叫单播；

2.同时发给局域网中的所有主机，称为广播；广播只能用户数据报，即UDP协议，套接字才能广播；

3.广播地址：

广播发送流程：创建数据报套接字---à设置setsockopt套接字属性---à指定接收方为广播地址--à指定端口信息---à发送数据包

sockfd = socket(; ; );

………..

int  on = 1;

setsockopt(socket,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,&on,sizeof(on));

……..

sendto(………);

广播的接收流程：创建数据报套接字---à绑定本机IP地址和端口---à绑定的端口必须和发送方指定的端口相同----à等待接收数据；

注意绑定本机IP地址一般为（0.0.0.0）  端口 htonl（INADDR_ANY）

 

 

组播：

只用加入某个多播组的主机才能收到数据；

网络地址：ABCD类地址

 

下面是广播和组播图：

 

 

 

 

组播的发送方流程：

socket--àsendto---à选择D类地址---àsleep（1）

 

组播的接收方流程：创建用户数据报套接字--à加入多播组---à绑定本机的IP地址和端口--à等待接收数据

socket--àsetsockopt---àbind---àrecvfrom

 

libcap编程：