客户端/服务器架构

服务器就是一系列硬件或软件,为一个或多个客户端(服务的用户)提供所需的“服务”。它存在唯一目的就是等待客户端的请求,并响应它们(提供服务),然后等待更多请求。

一方面,客户端因特定的请求而联系服务器,并发送必要的数据,然后等待服务器的回应,最后完成请求或给出故障的原因。服务器无限地运行下去,并不断地处理请求;而客户端会对服务进行一次性请求,然后接收该服务,最后结束它们之间的事务。客户端在一段时间后可能会再次发出其他请求,但这些都被当作不同的事务。

套接字:通信端点

套接字

套接字是计算机网络数据结构,它体现了上节中所描述的“通信端点”的概念。在任何类型的通信开始之前,网络应用程序必须创建套接字。可以将它们比作电话插孔,没有它将无法进行通信。

套接字地址:主机-端口对

如果一个套接字像一个电话插孔——允许通信的一些基础设施,那么主机名和端口号就像区号和电话号码的组合。一个网络地址由主机名和端口号对组成,而这是网络通信所需要的。

有效的端口号范围为 0~65535(尽管小于 1024 的端口号预留给了系统)。如果你正在使用 POSIX 兼容系统(如 Linux、 Mac OS X 等),那么可以在/etc/services 文件中找到预留端口号的列表(以及服务器/协议和套接字类型)。

面向连接的套接字与无连接的套接字

面向连接的套接字

不管你采用的是哪种地址家族,都有两种不同风格的套接字连接。第一种是面向连接的,这意味着在进行通信之前必须先建立一个连接,例如,使用电话系统给一个朋友打电话。这种类型的通信也称为虚拟电路或流套接字。

面向连接的通信提供序列化的、可靠的和不重复的数据交付,而没有记录边界。这基本上意味着每条消息可以拆分成多个片段,并且每一条消息片段都确保能够到达目的地,然后将它们按顺序组合在一起,最后将完整消息传递给正在等待的应用程序。

实现这种连接类型的主要协议是传输控制协议(更为人熟知的是它的缩写 TCP)。为 了创建 TCP 套接字,必须使用 SOCK_STREAM 作为套接字类型。 TCP 套接字的名字SOCK_STREAM 基于流套接字的其中一种表示。因为这些套接字( AF_INET)的网络版本使用因特网协议( IP)来搜寻网络中的主机,所以整个系统通常结合这两种协议( TCP 和 IP)来进行(当然,也可以使用 TCP 和本地[非网络的 AF_LOCAL/AF_UNIX]套接字,但是很明显此时并没有使用 IP)。

无连接的套接字
与虚拟电路形成鲜明对比的是数据报类型的套接字,它是一种无连接的套接字。这意味
着,在通信开始之前并不需要建立连接。此时,在数据传输过程中并无法保证它的顺序性、
可靠性或重复性。然而,数据报确实保存了记录边界,这就意味着消息是以整体发送的,而
并非首先分成多个片段,例如,使用面向连接的协议。

由于面向连接的套接字所提供的保证,因此它们的设置以及对虚拟电路连接的维护需要大量的开销。然而,数据报不需要这些开销,即它的成本更加“低廉”。因此,它们通常能提供更好的性能,并且可能适合一些类型的应用程序。

实现这种连接类型的主要协议是用户数据报协议(更为人熟知的是其缩写 UDP)。为 了创建 UDP 套接字,必须使用 SOCK_DGRAM 作为套接字类型。你可能知道, UDP 套接字的SOCK_DGRAM 名字来自于单词“ datagram”(数据报)。因为这些套接字也使用因特网协议来寻找网络中的主机,所以这个系统也有一个更加普通的名字,即这两种协议( UDP 和 IP)的组合名字,或 UDP/IP。