【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 套接字 API基本結(jié)構(gòu) 3 實(shí)現(xiàn)套接字 API的過(guò)程 4 套接字 API的其它問(wèn)題 5 套接字 API實(shí)現(xiàn)實(shí)例 34 應(yīng)用編程接口的概念與重要性 套接字 API的特點(diǎn) /函數(shù) /參數(shù) Socket套接字 API實(shí)現(xiàn)的基本過(guò)程 重點(diǎn)理解： 主要了解： 套接字 API主要過(guò)程的作用 套接字繼承與服務(wù)器并發(fā) 35 應(yīng)用程序接口概述 C/S模式解決了應(yīng)用程序通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)交互方式 — 等待 /請(qǐng)求，并通過(guò)端口號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)服務(wù)器提供的某種服務(wù)。 盡管 TCP/IP 并不復(fù)雜，但應(yīng)用程序編寫當(dāng)然不希望每次逐一填寫 TCP/IP的各個(gè)報(bào)頭；應(yīng)用程序?qū)W(wǎng)絡(luò)低層通信細(xì)節(jié)實(shí)際不想關(guān)心，所以在應(yīng)用程序和通信網(wǎng)絡(luò)之間怎樣形成標(biāo)準(zhǔn)的接口 — API，應(yīng)用程序只需要通過(guò) API就能完成通信和數(shù)據(jù)交互，是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展的一大進(jìn)步。 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序怎樣和 TCP/IP協(xié)議通信接口？即 C、 S編程怎樣使用 TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信與數(shù)據(jù)交互。 傳統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（ DDN、 FR、 ATM）的交互，使用計(jì)算機(jī)串行接口或 LAN仿真，通信網(wǎng)把數(shù)據(jù)傳遞到對(duì)方計(jì)算機(jī)，其余需要計(jì)算機(jī)應(yīng)用處理。 1 網(wǎng)絡(luò)編程接口發(fā)展 背景 存在問(wèn)題： 計(jì)算機(jī)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)兩層皮； 計(jì)算機(jī)應(yīng)用必須和底層硬件（接口）打交道；嚴(yán)重阻礙網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展。 36 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 運(yùn)輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 運(yùn)輸層 網(wǎng)絡(luò)層 N個(gè)服務(wù)器 因特網(wǎng) 計(jì)算機(jī) A 計(jì)算機(jī) B N個(gè)客 戶 應(yīng)用進(jìn)程通過(guò)端地址建立可靠雙工通信連接和收發(fā)數(shù)據(jù)，應(yīng)用程序或編程人員怎樣處理各種協(xié)議（ TCP/IP/IGMP）的具體報(bào)格式？ 需要逐一包文內(nèi)容填寫？ 37 實(shí)際互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序只需要通過(guò) API完成通信和數(shù)據(jù)交互的調(diào)用，從而不需要處理網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)，是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展的一大進(jìn)步。 API體現(xiàn)了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)又一個(gè) 重要思想 —— 應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò) “一體”又“分離” 。 一體 ：把網(wǎng)絡(luò)通信對(duì)上抽象 API成為計(jì)算機(jī)體系組成部分，網(wǎng)絡(luò) API定義與設(shè)計(jì)已成為所有處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)通信底層接口的實(shí)際方法，在 3G/4G， NGN網(wǎng)絡(luò)中最大標(biāo)準(zhǔn)組就是解決其 API的問(wèn)題。 分離 ：實(shí)現(xiàn)高效、簡(jiǎn)捷 API，就意味著實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)通信底層“分離”，就可不關(guān)心通信實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，大大降低了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)難度，促進(jìn)應(yīng)用發(fā)展。 38 應(yīng)用程序接口 API是應(yīng)用程序通過(guò) TCP/IP協(xié)議軟件進(jìn)行通信交互的接口，它是一組定義的操作（非硬件）， API決定了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用所能達(dá)到功能和這些功能編程開發(fā)的難度 。 應(yīng)用程序接口 API是一般 由操作系統(tǒng)（或編程系統(tǒng)） 提供，是由應(yīng)用程序調(diào)用的一個(gè)過(guò)程及過(guò)程所需的參數(shù)。通常一個(gè) API基本操作是獨(dú)立過(guò)程，如 API一個(gè)過(guò)程完成建立通信，另一個(gè)過(guò)程完成數(shù)據(jù)接收。 應(yīng)用程序接口 API概念 API： Application Program Interface， 應(yīng)用程序接口或應(yīng)用編程接口 39 ? 通信協(xié)議只是規(guī)定協(xié)議應(yīng)該提供的操作，并不指定應(yīng)用程序與協(xié)議進(jìn)行交互時(shí)的API。 協(xié)議 端口與 API接口有什么區(qū)別？ 協(xié)議端口是服務(wù)器軟件的標(biāo)識(shí)， 16位整數(shù)； API是一個(gè)執(zhí)行過(guò)程。 40 套接字 API（ Socket API） 互聯(lián)網(wǎng) API主要有兩類： 伯克利版 API（ Socket API，稱為套接字API），從 BSD Unix版發(fā)展而來(lái)。 AAT版 TLI 運(yùn)輸層接口 Transport Lay Interface 盡管互聯(lián)網(wǎng)允許 OS系統(tǒng)選擇 API，但目前Windows（ WinSoc）、 Unix、 Linux主流 OS系統(tǒng)廣泛接受 套接字 API，所以成為事實(shí)上標(biāo)準(zhǔn)。 套接字 API是操作系統(tǒng)的一個(gè)組成部分 。 41 Socket API：應(yīng)用程序與 TCP/IP協(xié)議之間的接口，它作為一種通用的通信編程接口而設(shè)計(jì)。 42 ? Socket是應(yīng)用層與 TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設(shè)計(jì)模式中， Socket其實(shí)就是一個(gè)門面模式，它把復(fù)雜的 TCP/IP協(xié)議族隱藏在 Socket接口后面，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，一組簡(jiǎn)單的接口就是全部，讓 Socket去組織數(shù)據(jù)，以符合指定的協(xié)議。 43 套接字 API的基本結(jié)構(gòu) 套接字 API是 Unix操作系統(tǒng)的發(fā)展而來(lái)的，套接字 API網(wǎng)絡(luò)通信描述基本保持 Unix對(duì)設(shè)備、文件的操作風(fēng)格。如 Unix文件操作采用“ open— read— write— close”過(guò)程模式，首先產(chǎn)生一個(gè)操作的描述符，然后每個(gè)過(guò)程由函數(shù)+參數(shù)具體組成。 套接字 API同樣用描述符的方法，在 使用通信協(xié)議前必須申請(qǐng)操作系統(tǒng)生成一個(gè)套接字 ，系統(tǒng)返回一個(gè)小整型數(shù)（如 5）作為描述符來(lái)識(shí)別這個(gè)套接字，以后通信過(guò)程中這個(gè)套接字作為參數(shù)，而不必每次傳輸時(shí)指明細(xì)節(jié)。 44 API過(guò)程中應(yīng)用程序選擇的端口、通信地址、客戶或服務(wù)器、使用協(xié)議等怎么表達(dá)呢？ 套接字 API通過(guò)定義多個(gè)函數(shù)（ 而不是單個(gè)，為什么？ ），來(lái)確定參數(shù)和選項(xiàng)；既當(dāng)創(chuàng)建套接字描述符后，調(diào)用多個(gè)函數(shù)過(guò)程說(shuō)明套接字使用的具體細(xì)節(jié)。 總結(jié)：套接字 API的使用是通過(guò)首先創(chuàng)建套接字（返回整型描述符），然后調(diào)用多個(gè)包含具體參數(shù)和選項(xiàng)的函數(shù)過(guò)程，完成應(yīng)用程序和協(xié)議通信的接口。 為什么是多個(gè)而不是單個(gè)，單個(gè)絕對(duì)不行嗎？ 45 實(shí)現(xiàn)套接字 API的過(guò)程 ? Socket過(guò)程 該過(guò)程創(chuàng)建一個(gè)套接字并返回一個(gè)整數(shù)描述字。 descriptor=socket( protofamily, type, protocol) ? close過(guò)程 該過(guò)程告訴系統(tǒng)終止對(duì)套接字的使用。 close( socket) ? bind過(guò)程 服務(wù)器使用該過(guò)程來(lái)提供服務(wù)器所使用的、用于等待連接的協(xié)議端口號(hào)。 bind( socket, localaddr, addrlen) 46 ? listen過(guò)程 服務(wù)器調(diào)用該過(guò)程來(lái)等待來(lái)自客戶的連接。 listen( socket, queuesize) ? accept過(guò)程 面向連接的服務(wù)器必須調(diào)用 accept過(guò)程才能接收下一個(gè)連接請(qǐng)求。 newsock=accept( socket, caddress, caddresslen) ? connect過(guò)程 客戶調(diào)用該過(guò)程建立與特定服務(wù)器之間的連接。 connect( socket, saddress, saddresslen) 47 ? send過(guò)程 如果套接字被連接，可以利用該過(guò)程發(fā)送數(shù)據(jù)。 send( socket, data, length, flags) ? sendto過(guò)程 和 sendmsg 過(guò)程 允許客戶或服務(wù)器使用無(wú)連接套接字發(fā)送數(shù)據(jù)。 sendto( socket, data, length, flags, destaddress, addresslen) sendmsg( socket, msgstruct, flags) 48 ? recv過(guò)程 應(yīng)用可以調(diào)用該過(guò)程從連接套接字中接收數(shù)據(jù)。 recv( socket, buffer, length, flags) ? recvfrom過(guò)程 和 recvmsg過(guò)