【文章內(nèi)容簡介】 《基于 Linux 網(wǎng)絡聊天室的設計 》 第 ８ 頁 共 21 頁 上述點對點通信的實現(xiàn)知識完成了主機進程與服務器進程之間的連接，建立連接的進程之間是一對一的聯(lián)系，即主 機的一個進程與服務器的一個進程之間建立的連接。而每個進程進行通信的環(huán)節(jié)都包括了發(fā)送信息和接口信息兩個任務，這兩個任務通過一個端口地址發(fā)送和接收。 對于多個并發(fā)的任務需要創(chuàng)建多個線程或線程去實現(xiàn)。使用一個進程去完成發(fā)送信息是沒有問題的，因為發(fā)送總是主動的；而使用同一個進程再去完成接受信息去不一定會成功，因為接受信息是被動的，所以當沒有信息可以接收時，該進程就會被阻塞，從而導致發(fā)送任務也一起被阻塞。同一個端口的發(fā)送和接收是兩個并發(fā)任務，應該由兩個不同的任務去分別完成信息的發(fā)送和接收。這樣，當接收信息任務因沒有信 息而被阻塞時，不至于影響發(fā)送任務的執(zhí)行。 那么，發(fā)送和接收兩個任務是使用兩個進程還是兩個進程去完成呢？ 在網(wǎng)絡通信中，端口地址是以進程為單位進程分配的，而一個進程與外界的消息發(fā)送與接收必須通過分配給它的同一個端口進行。因此，不能通過創(chuàng)建進程方式來解決上訴問題，因為兩個進程會分別對應兩個不同的端口，而發(fā)送和接收必須使用同一端口。線程不是資源分配的單位，所以如果使用兩個線程不會對線程分配新的端口。因此，本實驗需要使用兩個線程去分別完成發(fā)送和接收信息的任務，這兩個線程共享其進程擁有的統(tǒng)一個端口地址。由于創(chuàng)建進程的 進程本身會作為一個線程來調(diào)度，所以只需要再創(chuàng)建一個線程專門負責接收信息就可以了。 因此，對于從每個客戶端發(fā)來的請求，服務器端都要創(chuàng)建相應的線程去接收并處理；同理，對于客戶端而言，也要創(chuàng)建一個線程去讀取服務器端發(fā)來的信息。 《基于 Linux 網(wǎng)絡聊天室的設計 》 第 ９ 頁 共 21 頁 3 系統(tǒng) 設計 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計 本系統(tǒng)采用客戶 /服務器模型， 在 TCP/IP 網(wǎng)絡應用中，通信的兩個進程間相互作用的主要模式是客戶 /服務器模式（ Client/Server model），即客戶向服務器發(fā)出服務請求，服務器接收到請求后，提供相應的服務?？蛻?/服務器模式的建立基于以下兩點：首 先，建立網(wǎng)絡的起因是網(wǎng)絡中軟硬件資源、運算能力和信息不均等，需要共享，從而造就擁有眾多資源的主機提供服務，資源較少的客戶請求服務這一非對等作用。其次，網(wǎng)間進程通信完全是異步的，相互通信的進程間既不存在父子關系，又不共享內(nèi)存緩沖區(qū)，因此需要一種機制為希望通信的進程間建立聯(lián)系，為二者的數(shù)據(jù)交換提供同步，這就是客戶端 /服務器模式的 TCP/IP。在客戶 /服務器模型中，多個相互通信的計算機都作為客戶端，與網(wǎng)絡服務器進行連接，并通過服務器進行信息的傳遞 [4]。所以多個客戶端之間的通信就變?yōu)榱丝蛻舳伺c服務端的通信 。 服務 器 端和客戶端的主要組成如下： 服務器 端：套接字創(chuàng)建函數(shù) Socket()，端口綁定函數(shù) Bind()，套接口監(jiān)聽函數(shù) Listen(),接受連接函數(shù) Accept(),數(shù)據(jù)收發(fā)函數(shù) Read()和 Write(),以及套接口關閉函數(shù) Close()。 客戶端：套接口創(chuàng)建函數(shù) Socket()，套接口連接函數(shù) Connect()，數(shù)據(jù)收發(fā)函數(shù) Read()和 Write(),以及套接口關閉函數(shù) Close()。 首先運行 服務器端 程序，通過 Socket()函數(shù)會建立一個套接字，然后通過 Bind()函數(shù)綁定一個端口，然后 調(diào)用 Listen()在套接字指定的端口上開始傾聽，利用 Accept()從完全建立連接的隊列中接受一個連接，連接獲得后使用 Read()和 Write()函數(shù)進行通信。通信結(jié)束后調(diào)用 Close()關閉套接字描述符。 運行客戶端的程序，調(diào)用 Socket()函數(shù)建立一個套接字，使用 Connect()函數(shù)與服務器端進行連接，連接完成后，使用 Write()和 Read()與服務器端進行通信，通信結(jié)束后調(diào)用 close()關閉套接字描述符。 《基于 Linux 網(wǎng)絡聊天室的設計 》 第 １０ 頁 共 21 頁 4 系統(tǒng)實現(xiàn) 相關函數(shù) (1)Socket() 作用： socket 函數(shù) 為客戶機或服務器創(chuàng)建一個 sokcet 格式： int socket(int family,int type,int protocol)。 參數(shù)說明： Family：表示地址族，可以去 AF_UNLX 和 AF_INT。 其中， AF_UNLX 只能夠用于單一的 UNIX 系統(tǒng)進程間通信 。AF_INT 是針對 Inter 的，因而可以允許在遠程主機之間通信，實驗中使用 AF_INT。 Type：網(wǎng)絡程序所采用的通信協(xié)議，可以取 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。其中，SOCK_STREAM 表明使用的是 TCP 協(xié)議，這樣提供按順序、可靠、雙向、面向連接的比特流；SOCKE_DGRAM 表明使用的是 UDP 協(xié)議，這樣只會提供定長、不可靠、無連接的通信。 (2)bind( ) 格式： int bind(int sockfd,struct sockaddr *addr,int addrlen)。 參數(shù)說明： Sockfd： socket 的文件描述符號。 Sockaddr：表示名 字所用的一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用來保存地址 (包括 IP 地址和端口 ) Addrlen:設置結(jié)構(gòu)大小長度。 (3)listen() 格式： int listen(int sockfd, int backlog)。 作用：監(jiān)聽連接信號，和 accepted 函數(shù)合同。 參數(shù)說明： Sockfd：表示 socket 調(diào)用返回的文件描述符。 Backlog：表示接入隊列允許的連接數(shù)目，大多數(shù)系統(tǒng)允許 20 個，也可以子定義 5～ 10 個。 (4)accept() 格式： 《基于 Linux 網(wǎng)絡聊天室的設計 》 第 １１ 頁 共 21 頁 Int accept (int sockfd, void *addr, int *addrlen)。 作用：與 listen 函數(shù)合用，監(jiān)聽信息、接收客戶端請求。 參數(shù)說明： Sockfd：表示 socket 的文件描述符。 Addr：表示指向局部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct sockaddrin 的指針。 Addrlen：表示地址的長度。 (5)connect() 格式： int connect( int sockfd , struct sockaddr *serv_addr , int addrlen)。 作用：在面向 連接的系統(tǒng)中客戶及連接服務器時使用， connect 必須在 bind 后使用。 參數(shù)作用： Sockfd：表示 socket 的文件描述符。 Servaddr：表示村訪目的端口和 ip 地址（套接字）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 (6)send() 和 recv() 格式 1： Int send (int sockfd, const vod *msg,int len, int flags)。 功能：發(fā)送信息。 格式 2： Int recv (int sockfd , void *buf,int len, usigned int flags)。 作用：用于流式 socket、數(shù)據(jù)報 socket 內(nèi)部之間的通信。 (7)close( ) 和 shutdown ( ) 格式： Close( int sockfd) 或 Int shutdown(int sockfd , int how)。 參數(shù)