linux下的C语言开发(网络编程)

不管在Windows平台下面还是在Linux平台下面,网络编程都是少不了的。在互联网发达的今天,我们的生活基本上已经离不开网络了。我们可以用网络 干很多的事情,比如说IM聊天、FTP下载、电子银行、网络购物、在线游戏、电子邮件的收发等等。所以说,对于一个软件的开发者来说,如果说他不会进行网 络程序的开发,那真是难以想象的。

 

在开始介绍网络编程的方法之前,我们可以回忆一下计算机网络的相关知识。目前为止,我们使用的最多网络协议还是tcp/ip网络。通常来说,我们习惯上称 为tcp/ip协议栈。至于协议栈分成几层,有两种说法。一种是五层,一种是七层,我个人本身也比较倾向于五层的划分方法。大家可以通过下面的图看看协议 栈是怎么划分的。
5、应用层
4、传输层
3、网络层
2、数据链路层
1、物理层

网络的不同层次实现网络的不同功能。物理层主要实现报文的成帧处理;数据链路层完成对报文的优先级的管理,同时实现二层转发和流量控制;网络层实现路由和 转发的功能,一方面它需要实现对报文的fragment处理,另外一方面它还需要对路由信息进行处理和保存;传输层实现报文的发送和接受,它利用计数、时 序、定时器、重发等机制实现对报文的准确发送,当然这都是tcp的发送机制,而udp一般是不保证报文正确发送和接收的;应用层就是根据传输层的端口信息 调用不同的程序来处理传输的内容,端口8080是http报文,端口21是ftp报文等等。上面的逻辑稍显复杂,朋友们可以这么理解,

物理层关心的是如何把电气信号变成一段报文;数据链路层关心的是mac地址、vlan、优先级等;网络层关心的是ip地址,下一跳ip;传输层关心的是端口资源;应用层关心的是报文组装、解析、渲染、存储、执行等等。

目前关于tcp/ip完整协议栈的代码很多,其中我认为写得比较好的还是linux内核/net/ipv4下面的代码。如果朋友们对ipv6的代码感兴 趣,也可以看看/net/ipv6的代码。档案如果朋友们对整个协议栈的代码结构理解得不是很清楚,可以参考《linux网络分析与开发》这本书。

当然,作为应用层,我们的其实考虑的不用这么复杂。对于网络程序编写人员来讲,所有网络的资源只要和一个socket关联在一起就可以了。当然在 socket可用之前,我们需要为它配置端口信息和ip地址。配置完了之后,我们就可以慢慢等待报文的收发了。所以一般来说,作为服务器端口的处理流程是 这样的,

a) 创建socket
b) 绑定socket到特定的ip地址
c) 对socket进行侦听处理
d) 接受socket,表明有客户端和服务器连接
e) 和客户端循环收发报文
f) 关闭socket

作为服务器程序而言,它要对特定的端口进行绑定和侦听处理,这样稍显复杂。但是如果是编写客户端的程序,一切的一切就变得非常简单了,

  a) 创建socket
b) 链接服务器端地址
c) 和服务器端的socket收发报文

上面只是对网络编程做了一个基本的介绍,但是好多的东西还是没有涉及到,比如说:(1) 什么时候该使用udp,什么时候该使用tcp?(2) 如何把多线程和网络编程联系在一起? (3) 如何把多进程和网络编程联系在一起? (4) 如何利用select函数、epoll_create机制、非阻塞函数提高socket的并发处理效率? (5) linux内核是怎么实现tcp/ip协议的? (6) 我们自己是否也可以实现协议的处理流程等等?

关于这些内容,我们会重新开辟一个主题,逐步进行分析和仿真处理。敬请期待。

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该日志由 极限手指 于2013年05月30日发表在 Linux 分类下, 你可以发表评论,并在保留原文地址及作者的情况下引用到你的网站或博客。
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