c++网络编程学习笔记(3)

 

CHAPTER 2．Socket API 概述

 

一、 操作系统IPC机制概述

操作系统提供的IPC机制一般分为两类:

l       本地IPC ——如 共享内存、管道、门、信号、UNIX领域socket等等，只允许“位于同一计算机上”的实体之间通信。

l       远程IPC ——如 Internet领域socket、X.25电路、Win32命名管道,允许“配置或分布在一个网络上”的实体之间通信。

 

二、 Socket API

Socket API最初是在BSD UNIX中开发的，用来为TCP/IP协议族提供应用程序级接口。

l       在UNIX中，对大多数操作来说，Socket句柄和I/O句柄可以互换使用

l       在Windows中，对大多数操作来说，Socket句柄和I/O不能互换使用，虽然它们的使用目的类似。

 

Socket API包含大约二十多个系统函数，分五类：

1． 本地环境管理

Socket(), bind(), getsockname(),getpeername(),close()

2． 连接的建立和终止

Connect(),listen(),accept(),shutdown()

3． 数据传输机制

Send(),recv(),sendto(),recvfrom()

(UNIX上) Read(),write(),readv(),writev(),sendmsg(),recvmsg()

4． 选项管理

Setsockopt(),getsockopt()

5． 网络地址

Gethostbyname(),gethostbyaddr(),getipnodebyname(),getipnodebyaddr()

Getservbyname()

 

一个通信领域由一个“协议簇”和一个“地址簇”确定。

l       协议簇：一个协议簇是一个协议集合，用来提供一组特定的相关服务。

协议由以下两个参数共同指定：

· 协议簇 ——例如 “UNIX领域”(PF-UNIX) ;

              “INTERNET领域”的IPv4 (PF-INET)和IPv6(PF-INET6) ;

                      ATMA(PF-ATMSVC) ;

                      x.25 (PF-X25) ;

                      Appletalk (PF-APPLETALK) 等等

· 服务类型 ——例如 TCP (SOCK_STREAM）

                                   UDP (SOCK_DGRAM)

例如，通过传递PF_INET和SOCK_STREAM标志给socket()函数，就指定了TCP/IP协议。

l       地址簇：定义地址的格式，表达地址的字节的大小，以及它所包含的字段的数量，类型，顺序等。此外，地址簇还定义了一组解释地址格式的函数。

三、 Socket API的局限性

原始Socket API有几个局限性：容易出错，过于复杂，不可移植或不统一。

1． 容易出错的API

一般来说，操作系统使用句柄来标识其他I/O设备，如文件、管道、终端。这些句柄是通过弱类型的整数或指针类型实现的。

2． 过于复杂的API

Socket API通过一个接口来支持多个：

u       协议簇

u       通信/连接角色

u       通信优化

u       选项

3． 不可移植、不统一的API

u       函数名称 —— 各平台API不一样。

u       函数的语义 —— 某些函数在不同平台上表现出不同的行为。

u       Socket句柄的类型 ——UNIX上是整数，Win32上使用的实际是指针

u       头文件 —— 不同的OS/编译器平台上，包含socket API的头文件不同。