计算机网络-6-9-应用进程通信socket

应用进程跨越网络的通信

系统调用和应用接口编程

大多数操作系统使用系统调用（System call）的机制在应用程序和操作系统之间传递控制权。又称之为应用编程接口API。如图6-27说明了多个应用进程使用系统调用的机制。

在讨论网络编程时常常把套接字作为应用进程和运输层协议的接口。如图6-28假定了运输层使用TCP协议(若使用UDP协议，情况也是类似的)。现在套接字已成为计算机操作系统内核的一部分。

当应用进程（客户或者服务器)需要使用网络通信的时候，必须首先发出socket系统调用，请求操作系统为其创造一个套接字，这个调用的实际过程是请求操作系统把网络通信所需要的一切资源（存储空间，CPU时间，网络带宽等等）分配给该应用进程。操作系统为这些资源的总和用一个叫做套接字描述（socket descriptor）的号码，然后把该号码返回给应用进程。

几种常用的系统调用

下面我们以TCP的服务为例介绍几种常用的系统调用。

1. 连接建立阶段
   当套接字被创建后，它的端口号和IP地址都是空的，因此应用进程需要绑定套接字的本地地址(本地端口号和IP地址)，在服务器调用bind就是把把熟知的端口号和本地IP地址填入到自己已经创建的套接字中。在绑定之后，还必须要调用监听把套接字设置为被动方式，以便于随时都能够用接受客户的服务请求。服务器接着就调用接收，以便把远地的客户进程发送过来的连接请求提取出来，由于接收要完成的动作很多，这是因为一个服务器必须能够同时处理多个连接，这种服务器通常称为并发方式的工作服务器。然后指明对方的IP地址和端口号，就可以建立连接了。

2. 数据传送阶段
   客户端和服务端都在TCP连接上使用send系统调用传送数据，使用recv系统调用接收数据。在用户端与服务器端建立连接之前，服务器端一直处于监听模式下，后面的数据发送，接收等操作并不会执行，直到有客户端连接，才会执行数据的发送或者接收。这个等待操作就叫做阻塞。

3. 连接释放
   一旦客户端或者服务器端结束使用套接字，就把套接字撤销。这时候调用close释放连接和撤销套接字。如图6-31。

UDP用户只提供无连接服务，因此不能使用监听和接收系统调用。