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109
ch02/README.md
109
ch02/README.md
@@ -28,13 +28,13 @@ protocol: 计算机间通信中使用的协议信息
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| 名称 | 协议族 |
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| --------- | -------------------- |
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| PF_INET | IPV4 互联网协议族 |
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| PF_INET6 | IPV6 互联网协议族 |
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| PF_INET | IPv4 互联网协议族 |
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| PF_INET6 | IPv6 互联网协议族 |
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| PF_LOCAL | 本地通信 Unix 协议族 |
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| PF_PACKET | 底层套接字的协议族 |
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| PF_IPX | IPX Novel 协议族 |
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| PF_IPX | IPX Novell 协议族 |
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本书着重讲 PF_INET 对应的 IPV4 互联网协议族。其他协议并不常用,或并未普及。**另外,套接字中采用的最终的协议信息是通过 socket 函数的第三个参数传递的。在指定的协议族范围内通过第一个参数决定第三个参数。**
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本书着重讲 PF_INET 对应的 IPv4 互联网协议族。其他协议并不常用,或并未普及。**另外,套接字中采用的最终的协议信息是通过 socket 函数的第三个参数传递的。在指定的协议族范围内通过第一个参数决定第三个参数。**
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#### 2.1.3 套接字类型(Type)
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@@ -83,7 +83,7 @@ socket 函数的第三个参数决定最终采用的协议。前面已经通过
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> 可以应对同一协议族中存在的多个数据传输方式相同的协议,所以数据传输方式相同,但是协议不同,需要用第三个参数指定具体的协议信息。
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本书用的是 Ipv4 的协议族,和面向连接的数据传输,满足这两个条件的协议只有 IPPROTO_TCP ,因此可以如下调用 socket 函数创建套接字,这种套接字称为 TCP 套接字。
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本书用的是 IPv4 的协议族,和面向连接的数据传输,满足这两个条件的协议只有 IPPROTO_TCP ,因此可以如下调用 socket 函数创建套接字,这种套接字称为 TCP 套接字。
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```c
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int tcp_socket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
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@@ -127,7 +127,99 @@ Function read call count: 13
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### 2.2 Windows 平台下的实现及验证
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暂略
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在 Windows 平台下使用套接字需要进行一些初始化工作,这与 Linux 平台有所不同。
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#### 2.2.1 Winsock 初始化
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Windows 下的套接字称为 Winsock,使用前必须调用 `WSAStartup` 函数进行初始化:
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```c
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#include <winsock2.h>
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int WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);
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/*
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成功时返回0,失败时返回非0错误代码
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wVersionRequested: 程序员请求的Winsock版本,高字节指副版本,低字节指主版本
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lpWSAData: 指向WSADATA结构的指针,用于接收Windows Sockets实现的详细信息
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*/
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```
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使用 Winsock 完成后,应调用 `WSACleanup` 函数释放资源:
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```c
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int WSACleanup(void);
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/*
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成功时返回0,失败时返回SOCKET_ERROR
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*/
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```
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#### 2.2.2 Windows 与 Linux 套接字编程的主要区别
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| 特性 | Linux | Windows |
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| ---- | ----- | ------- |
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| 头文件 | `sys/socket.h` 等 | `winsock2.h`, `ws2tcpip.h` |
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| 初始化 | 无需初始化 | 必须调用 `WSAStartup` |
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| 套接字类型 | 文件描述符(int) | `SOCKET` 类型(实际是 `UINT_PTR`) |
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| 错误检查 | 返回-1表示失败 | 返回 `INVALID_SOCKET` 表示失败 |
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| 关闭套接字 | `close(fd)` | `closesocket(socket)` |
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| 获取错误码 | 访问全局变量 `errno` | 调用 `WSAGetLastError()` |
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| I/O 函数 | `read`, `write` 可用于套接字 | `recv`, `send` 必须用于套接字 |
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#### 2.2.3 Windows 平台代码示例
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Windows 平台下的 TCP 客户端和服务端代码结构类似,主要区别在于初始化和清理过程。以下是 Windows 版本的基本结构:
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```c
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#include <winsock2.h>
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#include <ws2tcpip.h>
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#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // 链接 Winsock 库
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int main(int argc, char *argv[])
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{
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WSADATA wsaData;
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SOCKET hServSock, hClntSock;
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SOCKADDR_IN servAddr, clntAddr;
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int szClntAddr;
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// 1. 初始化 Winsock
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if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) {
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printf("WSAStartup() error");
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return 1;
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}
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// 2. 创建套接字
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hServSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
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if (hServSock == INVALID_SOCKET) {
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printf("socket() error");
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WSACleanup();
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return 1;
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}
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// ... 其余代码与 Linux 版本类似 ...
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// 9. 关闭套接字
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closesocket(hServSock);
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// 10. 清理 Winsock
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WSACleanup();
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return 0;
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}
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```
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编译命令(使用 Visual Studio 的命令行工具):
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```cmd
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cl tcp_client_win.c /link ws2_32.lib
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cl tcp_server_win.c /link ws2_32.lib
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```
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或者使用 MinGW:
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```cmd
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gcc tcp_client_win.c -o hclient -lws2_32
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gcc tcp_server_win.c -o hserver -lws2_32
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```
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### 2.3 习题
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@@ -155,4 +247,7 @@ Function read call count: 13
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5. 何种类型的套接字不存在数据边界?这类套接字接收数据时应该注意什么?
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> 答:TCP 不存在数据边界。在接收数据时,需要保证在接收套接字的缓冲区填充满之时就从buffer里读取数据。也就是,在接收套接字内部,写入buffer的速度要小于读出buffer的速度。
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> 答:面向连接的 TCP 套接字不存在数据边界。接收数据时需要注意:
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> 1. **数据可能分多次到达**:发送方调用一次 write 发送 100 字节,接收方可能需要多次 read 才能读完,或者一次 read 就能读完多次 write 的数据。
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> 2. **需要定义应用层协议**:由于没有边界,必须在应用层定义数据边界(如固定长度、分隔符、长度前缀等方式),否则无法正确解析数据。
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> 3. **缓冲区管理**:虽然 TCP 内部有流量控制机制保证不丢数据,但应用层仍应及时读取数据,避免接收缓冲区占用过多内存。
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