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Socket通信中AF_INET 和 AF_UNIX域的區別

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1. AF_INET域socket通信過程

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典型的TCP/IP四層模型的通信過程。

發送方、接收方依賴IP:Port來標識,即將本地的socket綁定到對應的IP端口上,發送數據時,指定對方的IP端口,經過Internet,可以根據此IP端口最終找到接收方;接收數據時,可以從數據包中獲取到發送方的IP端口。

發送方通過系統調用send()將原始數據發送到操作系統內核緩沖區中。內核緩沖區從上到下依次經過TCP層、IP層、鏈路層的編碼,分別添加對應的頭部信息,經過網卡將一個數據包發送到網絡中。經過網絡路由到接收方的網卡。網卡通過系統中斷將數據包通知到接收方的操作系統,再沿著發送方編碼的反方向進行解碼,即依次經過鏈路層、IP層、TCP層去除頭部、檢查校驗等,最終將原始數據上報到接收方進程。

2. AF_UNIX域socket通信過程

典型的本地IPC,類似於管道,依賴路徑名標識發送方和接收方。即發送數據時,指定接收方綁定的路徑名,操作系統根據該路徑名可以直接找到對應的接收方,並將原始數據直接拷貝到接收方的內核緩沖區中,並上報給接收方進程進行處理。同樣的接收方可以從收到的數據包中獲取到發送方的路徑名,並通過此路徑名向其發送數據。

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3. 相同點

操作系統提供的接口socket(),bind(),connect(),accept(),send(),recv(),以及用來對其進行多路復用事件檢測的select(),poll(),epoll()都是完全相同的。收發數據的過程中,上層應用感知不到底層的差別。

4. 不同點

1 建立socket傳遞的地址域,及bind()的地址結構稍有區別:

  socket() 分別傳遞不同的域AF_INET和AF_UNIX

  bind()的地址結構分別為sockaddr_in(制定IP端口)和sockaddr_un(指定路徑名)

2 AF_INET需經過多個協議層的編解碼,消耗系統cpu,並且數據傳輸需要經過網卡,受到網卡帶寬的限制。AF_UNIX數據到達內核緩沖區後,由內核根據指定路徑名找到接收方socket對應的內核緩沖區,直接將數據拷貝過去,不經過協議層編解碼,節省系統cpu,並且不經過網卡,因此不受網卡帶寬的限制。

3 AF_UNIX的傳輸速率遠遠大於AF_INET

3 AF_INET不僅可以用作本機的跨進程通信,同樣的可以用於不同機器之間的通信,其就是為了在不同機器之間進行網絡互聯傳遞數據而生。而AF_UNIX則只能用於本機內進程之間的通信。

5. 使用場景

AF_UNIX由於其對系統cpu的較少消耗,不受限於網卡帶寬,及高效的傳遞速率,本機通信則首選AF_UNIX域。不用多說,AF_INET則用於跨機器之間的通信。

Socket通信中AF_INET 和 AF_UNIX域的區別