网络应用程序设计

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1、第十四章网络应用程序设计TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol,传输控制协议/网络协议）是发展至今最成功的通信协议。14.1TCP/IP简介起源于20世纪60年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，到二十世纪90年代已发展成为计算机之间最常用的组网协议。它允许分布于世界各地的装着不同操作系统的计算机互相通信。随着PC机的普及和互联网的兴起，TCP/IP以其开放性的特点，成为了Internet的基础。14.1.1TCP/IP结构TCP

2、/IP是一个四层协议，结构如图14-1所示。各种应用层协议IP设备驱动程序及物理接口层TCPTCP应用层传输层网络层链路层图14-1TCP/IP结构14.1.2各层主要协议图14-2TCP/IP结构解析图IP：网间协议(InternetProtocol)负责主机间数据的路由和网络上数据的存储。同时为ICMP，TCP，UDP提供分组发送服务。用户进程通常不需要涉及这一层。ARP：地址解析协议(AddressResolutionProtocol)。此协议将网络地址映射到硬件地址。RARP：反向地址解析协议

3、(ReverseAddressResolutionProtocol)。此协议将硬件地址映射到网络地址ICMP：网间报文控制协议(InternetControlMessageProtocol)。此协议处理信关和主机的差错和传送控制。TCP：传送控制协议(TransmissionControlProtocol)。这是一种提供给用户进程的可靠的全双工字节流面向连接的协议。它要为用户进程提供虚电路服务，并为数据可靠传输建立检查。（注：大多数网络用户程序使用TCP）UDP：用户数据报协议(UserDatagra

4、mProtocol)。这是提供给用户进程的无连接协议，用于传送数据而不执行正确性检查。FTP：文件传输协议(FileTransferProtocol)。允许用户以文件操作的方式（文件的增、删、改、查、传送等）与另一主机相互通信。SMTP：简单邮件传送协议(SimpleMailTransferProtocol)。SMTP协议为系统之间传送电子邮件。TELNET：终端协议(TelnetTerminalProcotol)。允许用户以虚终端方式访问远程主机。HTTP：超文本传输协议(HypertextTran

5、sferProcotol)。TFTP:简单文件传输协议(TrivialFileTransferProtocol)。14.2网络编程的历史UNIX系统的I/O命令集，是从Maltics和早期系统中的命令演变出来的，其模式为打开一读/写一关闭（open-write-read-close）。在一个用户进程进行I/O操作时，它首先调用“打开”获得对指定文件或设备的使用权，并返回称为文件描述符的整型数，以描述用户在打开的文件或设备上进行I/O操作的进程。然后这个用户进程多次调用“读/写”以传输数据。当所有的传输

6、操作完成后，用户进程关闭调用，通知操作系统已经完成了对某对象的使用。当TCP/IP协议被集成到UNIX内核中时，相当于在UNIX系统中引入了一种新型的I/O操作。UNIX用户进程与网络的交互作用比用户进程与传统的I/O设备相互作用复杂得多。首先，进行网络操作的两个进程在不同机器上，如何建立它们之间的联系？其次，网络协议存在多种，如何建立一种通用机制以支持多种协议？这些都是网络应用编程界面所要解决的问题。在UNIX系统中，网络应用编程界面有两类：UNIXBSD的套接字（socket）和UNIXSyste

7、mV的TLI。由于Sun公司采用了支持TCP/IP的UNIXBSD操作系统，使TCP/IP的应用有更大的发展，其网络应用编程界面──套接字（socket）在网络软件中被广泛应用，至今已引进微机操作系统DOS和Windows系统中，成为开发网络应用软件的强有力工具。14.3套接字编程的基本概念在开始使用套接字编程之前，首先必须建立以下概念。14.3.1网间进程通信进程通信的概念最初来源于单机系统，仅限于用在本机进程之间通信。网间进程通信要解决的是不同主机进程间的相互通信问题（可把同机进程通信看作是其中的

8、特例），为此，首先要解决的是网间进程标识问题。同一主机上，不同进程可用进程号（processID）唯一标识。但在网络环境下，各主机独立分配的进程号不能唯一标识该进程。例如，主机A赋于某进程号5，在B机中也可以存在5号进程，因此，“5号进程”这句话就没有意义了。其次，操作系统支持的网络协议众多，不同协议的工作方式不同，地址格式也不同。因此，网间进程通信还要解决多重协议的识别问题。为了解决上述问题，TCP/IP协议引入了下列几个概念。1、端口网络中可以被命名