通信软件设计方法-第四讲-基于TCP-IP的主机到主机通信

基于主机的通信
客户/服务器模型
客户 客户
主服务器
创建
从服务器进程
临时端口

临时端口

熟知端口仅用于 接受服务请求

TCP
TCP 客户
TCP 连接
TCP
临时端口
TCP
主服务器有时又称为父服务 器，而从服务器又称为子服 务器。
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成都信息工程学院
基于主机的通信
客户/服务器模型
客户进程
A主机
通信软件设计方法
杨雄 编著
二零零九年四月
讲授内容
1）LINUX概况 2）LINUX下C语言程序编译和调试 2.1）LINUX开发环境学习(实验) 3）通信系统和通信软件 4）基于TCP-IP的主机到主机通信软件示例
4.1）SOCKET程序设计(实验)
5）无状态通信协议程序设计 6）LINUX内核程序设计 7）低层232接口通信程序设计 8）设计一个简单链路层以及程序
/
bin
sbin
etc
usr
lib
home
dev
liyang A
成都信息工程学院
zhongshan
A
7
文件拷贝实例
示例3-将文件A拷贝到目录/home/zhongshan下
A
A
内存buffer
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8
文件拷贝实例
示例3-将文件A拷贝到目录/home/zhongshan下 main()
开始
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28
示例4-fork实例
第四讲 基于TCP-SOCKET的通信程序
• 主机到主机的通信软件
– 主机之间的文件拷贝 – TCP协议分层结构 – TCP上进程通信模式 – TCP-SOCKET函数
– 主机之间文件拷贝示例程序
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29
第四讲 基于TCP-SOCKET的通信程序
A
成都信息工程学院
13
第四讲 基于TCP-SOCKET的通信程序
• 主机到主机的通信软件
– 主机之间的文件拷贝
– TCP协议分层结构
– TCP上进程通信模式
– TCP-SOCKET函数
– 主机之间文件拷贝示例程序
成都信息工程学院
14
通信网络体系分层
ISO的分层
OSI参考模型 层 典型执行方式 名称 7 6 软件 软件 应用层 表示层 主要功能 网络界面和用户应用 数据格式及转换 举例 Email NFS 数据 传送文件 传送文件内容
应用层和网络层(TCP/UDP) INTERNET 之间的接口-SOCKET LINUX工作站 WEB服务器 有时也称API
进程1 用户空间 (浏览器) 系统调用接口
进程2
进程3
进程4
内核空间
网络设备 驱动程序
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TCP/IP核心模块
网络设备 驱动程序 网络设备 驱动程序
21
第四讲 基于TCP-SOCKET的通信程序
成都信息工程学院
4
第四讲 基于TCP-SOCKET的通信程序
本地文件拷贝 程序
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5
文件拷贝实例
文件系统的多级树状目录结构
/
bin
sbin
etc
usr
lib
home
dev
etc
local
lib
…
etc
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bin
lib
…
6
文件拷贝实例
示例3--将文件A拷贝到目录/home/zhongshan下
5
4 3 2 1
软件
软件/硬件 软件/硬件 硬件/软件 硬件
会晤层
传输层 网络层
对话和同步管理
端到端传输协议 目的地址寻找和传送
检查点协议
UDP, TCP IP Ethernet MAC，ADSL
传送文件段
数据段 数据包 数据帧 数据位
15
数据链路层 点到点帧转换和发送 物理层 介质及发送方式
RS-232，Ethernet，ADSL
– TCP协议分层结构
– TCP上进程通信模式
– TCP-SOCKET函数
– 主机之间文件拷贝示例程序
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12
文件传送实例
将主机A的文件A拷贝到主机B的目录/home/zhongshan下
接口
A
传输介质 传输网
接口
B
home liyang
对文件系统编程 对接口编程
home zhongshan A
打开文件A 生成文件 /home/zhongshan/A 读取文件A的N个字节 放入s_buffer 实际读取字节数放入s_len s_len == 0? N 将s_buffer的s_len字节写入 /home/zhongshan/A
结束 成都信息工程学院
{ #define N 2048 int s_fd, r_fd; int s_len; char s_buffer[N]; s_fd = open(“/home/liyang/A”,O_RDWR); r_fd = open(“/home/zhongshan/A”,O_RDWR|O_CREAT); wihile ((s_len = read(s_fd, 1, N, s_buffer)) ! = 0) { r = write(r_fd, 1, s_len, s_buffer); if (r != 1) { log_error(“„”); break; } 关闭所有文件 } close(s_fd); close(r_fd); }
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8.1）IP软件和链路层软件设计(实验)
1
本章重点问题
如何编写C语言程序 如何在TCP上传输数据
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2
第四讲 基于TCP-SOCKET的通信程序
LINUX下的 HELLO程序
成都信息工程学院
3
第四讲 基于TCP-SOCKET的通信程序
Hello! 李阳
LINUX操作系统
成都信息工程学院 close(…)
挂机
听话
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基于主机的通信 找座位
设置服务类型
服务器
socket(…)
bind(…) listen(…) 无限制重复 accept(…)
监听 接收呼叫 找服务员
新服务员 关闭监听 新服务员 听话 新服务员 说话
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fork(…) close(…) 主服务器
Ethernet ATM/FR SONET „„
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数据链路层 物理层
16
什么是主机到主机的通信软件
典型的主机—主机通信 什么是主机？
可以独立运行的计算机，由于历史的原因有 时分配IP地址的网络设备也称为主机
Browser浏览器 FOXMAIL
WEB服务 MAIL服务
有那些通信？
客户
服务器
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从SOCKET接收数据
向SOCKET写数据 从SOCKET读数据 关闭SOCKET 释放SOCKET
客户、服务者
客户、服务者 客户、服务者 客户、服务者 客户、服务者
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基于主机的通信
客户 socket(…)
connect(…)
找座位 拨号呼叫
若需要就重复
write(…)
说话
read(…)
18
LINUX内核结构
Linux设备管理结构
用户空间
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内核空间
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主机到主机通信软件
主机网络软件注重功能
为了功能性 不是为了性能 把性能敏感的功能移动到核心空间 而保留其它功能在用户空间
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20Байду номын сангаас
什么是主机到主机的通信软件
典型的主机—主机通信 HTTP会话 WEB 服务
SOCKET层 Socket() connect() write() close()
C主机
服务者进程
复制创建
服务者进程A 服务者进程B SOCKET层 TCP 6666 6666 168.56.124.100
TCP 7676
Socket() bind() listen() accept() read() close() 6666
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第四讲 基于TCP-SOCKET的通信程序
SOCKET模型
客户进程 服务者进程
SOCKET层 TCP 3、4层 协议层 IP 2层 设备层 1层 物理层
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SOCKET层 TCP 3、4层 协议层 IP 以太网 驱动程序 2层 设备层 1层 物理层
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以太网 驱动程序
功能
获得一个SOCKET SOCKET和address绑定 设置倾听 接受SOCKET请求 请求一个SOCKET连接 向SOCKET发送数据
使用者
客户、服务者 服务者 服务者 服务者 客户 客户、服务者
recv(sd, buf, length, flags)
write(sd, buf, len) read(sd, buf, len) shutdown(sd, mode) close(sd)
SOCKET系统调用
系统调用
Socket(format, type, protocol) bind(sd, address, length) listen(sd, qlength) accept(sd, address, addrlen) connect(sd, address, length) send(sd, msg, length, flags)