完成了第 4 章 基于 TCP 的服务端/客户端(1)

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riba2534
2019-01-15 13:04:43 +08:00
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@@ -1087,6 +1087,103 @@ addrlen: 以字节为单位传递给第二个结构体参数 servaddr 的变量
#### 4.3.1 实现迭代服务器端
在 Hello World 的例子中,等待队列的作用没有太大意义。如果想继续处理好后面的客户端请求应该怎样扩展代码?最简单的方式就是插入循环反复调用 accept 函数,如图:
![](https://i.loli.net/2019/01/15/5c3d3c8a283ad.png)
可以看出,调用 accept 函数后,紧接着调用 I/O 相关的 read write 函数,然后调用 close 函数。这并非针对服务器套接字,而是针对 accept 函数调用时创建的套接字。
#### 4.3.2 迭代回声服务器端/客户端
程序运行的基本方式:
- 服务器端在同一时刻只与一个客户端相连,并提供回声服务。
- 服务器端依次向 5 个客户端提供服务并退出。
- 客户端接受用户输入的字符串并发送到服务器端。
- 服务器端将接受的字符串数据传回客户端,即「回声」
- 服务器端与客户端之间的字符串回声一直执行到客户端输入 Q 为止。
以下是服务端与客户端的代码:
- [echo_server.c](https://github.com/riba2534/TCP-IP-NetworkNote/blob/master/ch04/echo_server.c)
- [echo_client.c](https://github.com/riba2534/TCP-IP-NetworkNote/blob/master/ch04/echo_client.c)
编译:
```shell
gcc echo_client.c -o eclient
gcc echo_server.c -o eserver
```
分别运行:
```shell
./eserver 9190
./eclient 127.0.0.1 9190
```
过程和结果:
在一个服务端开启后,用另一个终端窗口开启客户端,然后程序会让你输入字符串,然后客户端输入什么字符串,客户端就会返回什么字符串,按 q 退出。这时服务端的运行并没有结束,服务端一共要处理 5 个客户端的连接,所以另外开多个终端窗口同时开启客户端,服务器按照顺序进行处理。
server:
![server.png](https://i.loli.net/2019/01/15/5c3d523d0a675.png)
client:
![client.png](https://i.loli.net/2019/01/15/5c3d523d336e7.png)
#### 4.3.3 回声客户端存在的问题
以上代码有一个假设「每次调用 read、write函数时都会以字符串为单位执行实际 I/O 操作」
但是「第二章」中说过「TCP 不存在数据边界」,上述客户端是基于 TCP 的,因此多次调用 write 函数传递的字符串有可能一次性传递到服务端。此时客户端有可能从服务端收到多个字符串,这不是我们想要的结果。还需要考虑服务器的如下情况:
「字符串太长,需要分 2 个包发送!」
服务端希望通过调用 1 次 write 函数传输数据,但是如果数据太大,操作系统就有可能把数据分成多个数据包发送到客户端。另外,在此过程中,客户端可能在尚未收到全部数据包时就调用 read 函数。
以上的问题都是源自 TCP 的传输特性,解决方法在第 5 章。
### 4.4 基于 Windows 的实现
暂略
### 4.5 习题
> 答案仅代表本人个人观点,不一定是正确答案。
1. **请你说明 TCP/IP 的 4 层协议栈,并说明 TCP 和 UDP 套接字经过的层级结构差异。**
TCP/IP 的四层协议分为应用层、TCP/UDP 层、IP层、链路层。差异是一个经过 TCP 层,一个经过 UDP 层。
2. **请说出 TCP/IP 协议栈中链路层和IP层的作用并给出二者关系**
链路层是物理链接领域标准化的结果专门定义网络标准。若两台主机通过网络进行数据交换则首先要做到的就是进行物理链接。IP层为了在复杂的网络中传输数据首先需要考虑路径的选择。关系链路层负责进行一系列物理连接而IP层负责选择正确可行的物理路径。
3. **为何需要把 TCP/IP 协议栈分成 4 层或7层开放式回答。**
ARPANET 的研制经验表明,对于复杂的计算机网络协议,其结构应该是层次式的。分册的好处:①隔层之间是独立的②灵活性好③结构上可以分隔开④易于实现和维护⑤能促进标准化工作。
4. **客户端调用 connect 函数向服务器端发送请求。服务器端调用哪个函数后,客户端可以调用 connect 函数?**
答:服务端调用 listen 函数后,客户端可以调用 connect 函数。因为,服务端调用 listen 函数后,服务端套接字才有能力接受请求连接的信号。
5. **什么时候创建连接请求等待队列?它有何种作用?与 accept 有什么关系?**
答:服务端调用 listen 函数后accept函数正在处理客户端请求时 更多的客户端发来了请求连接的数据此时就需要创建连接请求等待队列。以便于在accept函数处理完手头的请求之后按照正确的顺序处理后面正在排队的其他请求。与accept函数的关系accept函数受理连接请求等待队列中待处理的客户端连接请求。
6. **客户端中为何不需要调用 bind 函数分配地址?如果不调用 bind 函数那何时、如何向套接字分配IP地址和端口号**
答:在调用 connect 函数时分配了地址客户端IP地址和端口在调用 connect 函数时自动分配,无需调用标记的 bind 函数进行分配。
## 第 5 章 基于 TCP 的服务端/客户端2
本章代码,在[TCP-IP-NetworkNote](https://github.com/riba2534/TCP-IP-NetworkNote)中可以找到。
### 5.1 回声客户端的完美实现
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