基于linux的socket网络编程的性能优化

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1、基于Linux的Socket网络编程的性能优化时间：2009-10-2009:53:33来源：国外电子元器件作者：王雷,王子淘太原理工大学1引言   随着Intenet的日益发展和普及，网络在嵌入式系统中应用非常广泛，越来越多的嵌入式设备采用Linux操作系统。Linux是一个源代码公开的免费操作系统，具有强移植性，所以对基于Linux的Socket网络编程的研究越来越重要。   Socket实际是网络传输层供给应用层的编程接口。传输层则在网络层的基础上提供进程到进程问的逻辑通道，而应用层的进程则利用传输层向另一台主机的某一进程通信。Socke

2、t就是应用层与传输层之间的桥梁。如图2所示。   使用Socket编程时可以开发客户机和服务器应用程序，它们可以在本地网络上进行通信，也可以通过Internet在全球范围内进行通信。编写并运行Socket的客户端和服务器端程序，双方通过套接字建立了服务连接请求，并且通过一些方法提高Socket的性能。3Socket编程3．1Socket类型   常见的Socket有3种类型：   (1)流式Socket(SOCK_STREAM)它提供可靠的通信流，使用面向连接的TCP协议，从而保证数据传输的正确性和顺序性：   (2)数据报Socket(SOC

3、K_DGRAM)数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证可靠，无差错，它定义一种面向无连接的服务，使用数据报协议UDP；   (3)原始Socket(SOCK_RAM)它允许直接访问底层协议，功能强大但使用较为不便，主要用于一些协议的开发。本编写的Socket属于流式Socket。3．2Socket编程流程   Socket编程采用客户／服务器模式。因此编程分为服务器端和客户端两部分。   每一个Socket都用一个半相关描述(协议，本地地址，本地端口)来表示，Socket也有一个类似于文件打开的函数，该函数返回一个整型的Socke

4、t描述符，随后建立连接，数据传输等操作都通过Socket来实现。   编程流程如下：服务器端首先建立Socket，返回该Socket的描述符：配置Socket的端口和IP地址；建立监听甬数，检测是否有客户端向服务器发送请求，若有则接收该请求，将其放到接收队列中：从接收队列中接受一个请求；并向客户端发送确认连接信息。   客户端建立一个Socket，返回该Socket的描述符；配置Socket端口和IP地址；向服务器发送连接请求，并接收服务器发回的确认连接信息。双方通信结束后，关闭其Socket。进行Socket编程的基本函数有socket()，

5、bind()，listen()，accept()，connect()，send()，recv()，close()。图3为Socket的编程流程图。3．3程序的编译和运行结果   (1)在Linux的VI编辑器下编写服务器端程序serv．c和客户端程序clt.c。运用交叉编译工具arm-linux-gcc,执行编译指令生成可执行文件。   其指令为：   #gccserv．c=0serv   #gccclt．c-0clt   编译没有错误则会生成可执行文件serv和clt。   (2)配置服务器和客户端的IP，保证网络畅通，在serv．c中已将服

6、务器的IP设置为：192．168．2．111。在客户端的“网络设置”中设置IP为：192．168．2．22，可以通过ping命令检测网络是否畅通。   (3)在一台计算机的终端先运行服务器程序(．／serv)，再在客户端的计算机终端上运行客户端程序(．／clt192．：168．2．1l1)就会看到结果(Hello，WangLei!Youareconnected!)；运行结果如图4和图5所示。如果未运行服务器程序而先运行客户端程序将立即提示“Connect：Connectionrefused”。4SOCket的性能优化4．1解决多路复用   上面

7、的运行过程仅实现了一个客户端接人，在实际情况中，人们往往遇到多个客户端连接服务器端的情况。由于connect()，recv()，send()都是阻塞性函数，若资源没有准备好，则调用该甬数的进程将进入睡眠状态，无法处理I／O多路复用。在服务器端的serv．c中加入select()函数，它可同时监听多个套接字，实现I／O的多路复用。   其函数原型如下：     该函数监视一系列文件描述符，特别是readfds、writefds和exceptfds。如果想知道是否能从标准输入和套接字描述符sockfd读入数据，只要将文件描述符“0”和“sockfd

8、”加入集合readfds中。参数numfds应等于最高文件描述符的值加1，设置该值为sockfd+1。因为它一定大于标准输入的文件描述符“0”。当函数