一、基於TCP傳輸層的編程模型
TCP是面向連接的，安全可靠的。
三次握手
服務器端編程模型
1、創建一個用於網絡通訊的設備 通訊端點
socket(2)
#include  <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);
功能：創建一個用於通訊的端點
參數：
domain：
AF_INET：應用於IPV4地址家族的
AF_INET6：應用於IPV6地址家族的
type：
SOCK_STREAM：可靠的、基於連接的 雙向的、隊列式的 TCP
SOCK_DGRAM：支持數據包    不可靠的  無連接的  UDP

protocol：
 
0
返回值：
-1  錯誤 errno被設置
返回一個新的文件描述符

2、將這個通訊端點和本機的ip地址、端口號做綁定
bind(2)
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
                socklen_t addrlen);
功能：綁定名字到地址。創建socket以後，socket中有地址空間但是沒有具體地址放在這個地址空間。需要將具體的地址和socket的地址空間綁定。
參數：
sockfd:已經創建好的socket，但是這個socked沒有具體的地址
addr:指定了具體的地址，將這個地址綁定到sockfd中
addrlen:指定了addr的大小、字節數
返回值：
 
0  成功
-1  錯誤  errno被設置

地址家族的通用結構

struct sockaddr{
    sa_family_t sa_family;
        char        sa_data[14];
};

ipv4和ipv6
man in.h
#include <netinet/in.h>
in_port_t    uint16_t
in_addr_t    uint32_t
sa_family_t  <sys/socket.h>

struct in_addr{
    in_addr_t  s_addr;
};

ipv4的具體地址
struct
 
 sockaddr_in{
    sa_family_t     sin_family;   //AF_INET.
        in_port_t       sin_port;     //Port number.
        struct in_addr  sin_addr;     //IP address.
};

INADDR_ANY   IPv4 local host address
這是一個宏，宏的本質是一個整數。代表了本機的所有的地址。



端口號   0~65535
但是5000以下最好不要用。因為已經被國際組織使用了。

sin_port  采用網絡字節序
需要將本機字節序的數字轉換為網絡字節序
系統提供了函數。處理本機字節序和網絡字節序的問題
#include <arpa/inet.h>
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);

uint16_t htons(uint16_t hostshort);

uint32_t ntohl(uint32_t netlong);

uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

h   host      n    net
s   short     l    long    to


ip地址  字符串格式    二進制格式  互相轉換
inet_pton(3)
#include <arpa/inet.h>
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);
功能：從字符串格式轉換為二進制格式   IPV4 IPV6
參數：
af：
AF_INET or AF_INET6

src:字符串格式的ip地址
dst:存儲了網絡地址結構的信息
返回值：
1   成功
0  src無效
-1  錯誤  errno被設置

struct in_addr
 
#include <arpa/inet.h>
const char *inet_ntop(int af, const void *src,
                             char *dst, socklen_t size);
功能：二進制到字符串的轉化
參數：
af:
AF_INET or AF_INET6
src: struct  in_addr
dst:用來存儲字符串的空間
size:指定了空間的有效字節數
返回值：
NULL   錯誤  errno被設置
非空  返回dst的地址，字符串的首地址。

ip地址  127.0.0.1  本地地址   環回地址
測試機器的網絡設備工作是否正常。

setsockopt(2)

3、在這個通訊端點上監聽客戶端連接的到來，如果有連接的到來，將到達的連接存放在緩沖區中（隊列的數據結構）
listen(2)
int listen(int sockfd, int backlog);
功能：在socket監聽連接。將sockfd標記為被動連接。接收即將到來的客戶端請求。
參數：
sockfd：指定了被監聽的socket
backlog：指定了未決連接的最大數。
返回值：
0  成功
-1   錯誤   errno被設置

4、從這個緩沖區隊列中取出一個客戶端連接，返回一個連接描述符用於和客戶端的通訊。（這個連接描述符稱為conn_fd）
accept(2)
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,         socklen_t *addrlen);
功能：在socket上接收一個連接
參數：
sockfd：指定了監聽的socket
addr：在這個地址空間裏填充了客戶端的地址和端口號
addrlen：空間裏指定了addr的長度。如果addr為NULL，那麽也要設置為NULL
返回值：
-1  錯誤   errno被設置
返回一個非負的整數，就是連接描述符

5、使用conn_fd和客戶端通訊
(1)獲取客戶端的請求
read(2)
(2)處理客戶端請求
(3)響應客戶端
write(2)

6、關閉conn_fd，終止和客戶端的通訊
close(conn_fd);

客戶端的編程模型
1、創建一個用於通訊的設備（通訊端點）
socket(2)
2、使用這個端點連接到服務器（IP地址和端口號）
connect(2)
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
                   socklen_t addrlen);
功能：在socket上發起一個連接
參數：
sockfd：指定socket，將這個socket連接到addr的地址空間
addr：指定具體的地址空間，要連接到的地址空間。server
addrlen：指定了addr的長度
返回值：
0  成功
-1 錯誤  errno被設置

3、向服務器發送消息
4、等待服務器端的響應消息
5、處理服務器的響應消息
6、關閉設備，結束本次通訊。

舉例說明  編寫基於TCP的通訊模型
服務器端代碼  參見   server.c
客戶端代碼參見   client.c
172.30.3.93

二、並發服務器的實現
三種方法實現服務器的並發    多進程   多線程    多路復用
使用多進程實現服務器的並發功能
什麽時候？什麽地方？子進程才登場。
fork(2)

子進程負責的任務
子進程負責和客戶端的通訊
關閉s_fd。
信息處理
關閉和客戶端的連接


父進程負責的任務
父進程負責從未決連接隊列中取出一個連接，創建和客戶端通訊的文件描述符
創建子進程

關閉和客戶端的連接
負責對子進程收屍。非阻塞收屍

Socket編程（day14）