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Unix网络编程卷1学习笔记

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Unix网络编程卷1学习笔记

第3章 套接字编程简介

数据类型

数据类型 说明
sa_family_t 套接字地址结构的地址族
socklen_t 套接字地址结构的长度，一般为uint32_t
in_addr_t IPv4地址，一般为uint32_t
in_port_t TCP或UDP端口，一般为uint16_t

字节排序函数

大端和小端的区别

网络字节序：大端

函数：

1
2
3
4
uint16_t htons(uint16_t)
uint32_t htonl(uint32_t)
uint16_t ntohs(uint16_t)
uint32_t ntohs(uint32_t)

字节操纵函数

1
2
3
4
5
6
bzero(void*, size_t)   //归零
bcopy(const void*src, void *dest,size_t nbytes)  //复制
bcmp(const void*, const void*, size_t)  //比较
memset（void*, int,size_t)       //归零
memcpy(void*,const void*,size_t)    //复制
memcmp(const void*,const void*,size_t) 		//比较

地址转换函数

函数 返回 说明
int inet_aton(const char*, struct in_addr*) 1：有效 将c字符串转换成一个32位的网络字节序二进制
in_addr_t inet_addr(const char*) 有效：32未二进制网络字节序的IPv4地址
无效：INADDR_NO		 ==已废弃==。 与 inet_aton 作用相同,不能处理有限广播地址255.255.255.255
char* inet_ntoa(sturct in_addr) 指向一个点分十进制数串的指针 将32位的网络字节序二进制IPv4转换为相应的点分十进制数串
int inet_pton(int,const char*, void*) 成功：1 输入不是有效格式：0 出错：-1 字符串转换，字符串->二进制
const char* inet_ntop(int,const void*, char*, size)t 成功：指向结果的指针 出错：NULL 字符串转换，二进制->字符串

p：表达(presentation)|字符串 n：数值（numeric）|二进制

errno取值：EINTR

说明 系统调用被一个捕获的信号中断

第4章 基本套接字编程

基本套接字函数

函数 说明
socket(int family, int type, int protocol) 指定期望的通信协议类型，成功则返回套接字描述符（sockfd）
connect(int sockfd, const struct sockaddr* servaddr, socklen_t addrlen) 与服务器建立连接，connect失败则该套接字不再可用，需要close后再socket
bind(int sockfd, const struct sockaddr* myaddr,socklen_t addrlen) 把一个本地协议地址赋予一个套接字。未调用bind时，使用connect或listen，内核将为相应套接字分配临时端口
listen(int sockfd,int backlog) 由服务器调用，调用时使得套接字由CLOSED转为LISTEN状态，同时规定套接字排队的最大连接个数
accept(int sockfd, struct sockaddr* cliaddr, socklen_t *addr_len) 由服务器调用，用于从已完成连接队列队头返回下一个已完成连接，若已完成连接队列为空，则进程被投入睡眠
int close(int sockfd) 关闭套接字,成功返回0.失败返回-1
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr* localaddr,socklen_t* addrlen) 获取与套接字关联的本地协议地址，成功返回0，失败返回-1
int getpeername(int sockfd,struct sockaddr*peeraddr, socklen_t* addrlen) 获取与套接字关联的外地协议地址，成功返回0，失败返回-1
#### connect

  • 硬错误：指定端口上没有进程在等待与之连接
  • 软错误：目的地不可达

accept

accept函数调用成功时，返回由内核生成的全新描述符，代表与所返回客户的连接。

监听套接字描述符：一个服务器通常只创建一个监听套接字，由socket创建

已连接套接字描述符：内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建一个已连接套接字，由accept创建

进程相关函数

函数 说明
pid_t fork() 创建新进程，父进程返回子进程进程id，子进程返回0
exec execl, execv, execle, execve, execlp, execvp

总结

了解网络编程基本的套接字函数，知道常用函数的作用及调用顺序，

这章内容主要集中在前面几个基本的套接字函数上，对后面的并发服务器的基本内容大概了解，并发服务器主要和进程创建有关，这部分内容之前了解过一些。

  • 什么是套接字和套接字描述符
  • 常用的socket、connect、bind、listen、accept函数的用途？

第5章 TCP客户/服务器示例

  • 端口查看命令
1
netstat -a | grep 9877

信号处理

  • SIGCHLD – 子进程终止时，发送给父进程

总结

  • fork子进程时，必须捕获SIGCHLD信号
  • 捕获信号时，必须处理被中断的系统调用
  • SIGCHLD的信号处理函数必须正确编写，应使用waitpid函数以免留下僵死进程​

第六章 I/O复用

总结

  • 第一遍看不懂，大概讲I/O复用的内容用于解决内核堵塞与某个输入输出的问题

实验

test1 时间获取服务器

实现简单的时间获取服务器和客户端

问题1 客户端例程无法读取服务器返回数据，返回读取错误（test1）

  • 原因分析：

    1. 服务器没有正确开启
    2. 客户端配置错误

  • 解决方案：

    1. 对照源代码，确定配置正确
    2. 检测服务器是否开启

  • 过程：

    1. 对比发现客户端少调用了connect函数，未与服务器建立连接
    2. 查看端口信息,使用netstat -anp未发现程序打开的端口
    3. 仔细对照源代码，发现端口的字节序汉书调用错误，调用了htonl，实际应为htons

  • 结论

    1. 客户端需要调用socket、connect函数
    2. 服务器需要调用socket、bind、listen、accpet函数
    3. 注意字节排序函数的调用，l和s所获取到的结果不同

test2 回射客户/服务器

q1 read堵塞

  • 使用read/write读取网络字节时，需要注意堵塞情况的发生。

    第十三章 守护进程和inetd超级服务器

    ###守护进程转化步骤
  1. 创建子进程
  2. 调用setid函数，为子进程创建新会话，从此不再有控制终端
  3. 在子进程中再次调用fork函数创建子进程，（确保新进程不会成为终端设备的控制终端）
  4. 改变工作目录，将工作目录改为根目录，活根据需要改为其他目录。（守护进程运行时，该工作目录所在的文件系统无法正常拆卸）
  5. 关闭所有打开的文件描述符。父进程中可能打开了守护进程不需要的文件描述符，因此需要关闭多余的描述符。
  6. 将stdin,stderr,stdout重定向到dev/null。（当守护进程打开与客户关联的套接字时，该套接字可能会打开这些描述符，导致将非预期数据发送给客户）

    总结

  • 守护进程是指进程运行于后台，与控制终端无关
  • inetd进程用于简化守护进程工作方式，该进程监听了所有守护进程所需套接字，当某个套接字受到客户请求时，inetd进程将创建子进程由于专门处理此请求，在子进程中调用预先设定的程序。
  • 对UDP链接，在子进程接管该套接字后，inetd进程应屏蔽对该套接字的检测，否则可能会产生多个子进程。