應(yīng)用進程跨越網(wǎng)絡(luò)的通信

應(yīng)用編程接口API當(dāng)某個應(yīng)用進程啟動系統(tǒng)調(diào)用時，控制權(quán)就從應(yīng)用進程傳遞給了系統(tǒng)調(diào)用接口。此接口再將控制權(quán)傳遞給計算機的操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)將此調(diào)用轉(zhuǎn)給某個內(nèi)部過程，并執(zhí)行所請求的操作。內(nèi)部過程一旦執(zhí)行完畢，控制權(quán)就又通過系統(tǒng)調(diào)用接口返回給應(yīng)用進程。

應(yīng)用進程的控制權(quán)和操作系統(tǒng)的控制權(quán)進行轉(zhuǎn)換的一個接口，即應(yīng)用編程接口API。第1頁/共14頁第一頁，共15頁。應(yīng)用編程接口API舉例BerkeleyUNIX操作系統(tǒng)定義了一種API，它又稱為插口接口(socketinterface)。微軟公司在其操作系統(tǒng)中采用了插口接口API，形成了一個稍有不同的API，并稱之為WindowsSocket，簡稱WinSock。AT&T

為其UNIX系統(tǒng)V定義了一種API，簡寫為TLI(TransportLayerInterface)。目前幾種可供應(yīng)用程序使用TCP/IP的應(yīng)用編程接口：第2頁/共14頁第二頁，共15頁。應(yīng)用進程接入網(wǎng)絡(luò)TCPTCP應(yīng)用進程因特網(wǎng)由操作系統(tǒng)控制插口,又稱為API應(yīng)用進程通過插口接入到網(wǎng)絡(luò)

第3頁/共14頁第三頁，共15頁。插口應(yīng)用進程使用網(wǎng)絡(luò)進行通信時發(fā)出系統(tǒng)調(diào)用，請求操作系統(tǒng)為其創(chuàng)建“插口”，以便把網(wǎng)絡(luò)通信所需要的系統(tǒng)資源分配給該應(yīng)用進程。操作系統(tǒng)為這些資源的總和用一個號碼來表示，并把此號碼返回給應(yīng)用進程。應(yīng)用進程所進行的網(wǎng)絡(luò)操作都必須使用這個號碼。通信完畢后，應(yīng)用進程通過一個關(guān)閉插口的系統(tǒng)調(diào)用通知操作系統(tǒng)回收與該“號碼”相關(guān)的所有資源。第4頁/共14頁第四頁，共15頁。插口和API的區(qū)別

插口和應(yīng)用編程接口API是性質(zhì)不同的接口。插口是應(yīng)用進程和網(wǎng)絡(luò)之間的接口，因為插口既包含有運輸層與應(yīng)用層之間的端口號，又包含有機器的IP地址。API是應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)之間的接口，是從程序設(shè)計的角度定義了許多標(biāo)準的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)。應(yīng)用進程只要使用標(biāo)準的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)就可得到操作系統(tǒng)的服務(wù)。第5頁/共14頁第五頁，共15頁。注意

在插口以上的進程是受應(yīng)用程序控制的，而在插口以下的TCP協(xié)議軟件以及TCP使用的緩存和一些必要的變量等，則受計算機操作系統(tǒng)的控制。只要應(yīng)用程序使用TCP/IP協(xié)議進行通信，它就必須通過插口與操作系統(tǒng)交互并請求其服務(wù)。應(yīng)用程序的開發(fā)者對插口以上的應(yīng)用進程具有完全的控制，但對插口以下的運輸層卻只有少量的控制。第6頁/共14頁第六頁，共15頁。服務(wù)器工作方式

服務(wù)器可工作在兩種不同的方式：循環(huán)方式(iterativemode)：計算機一次只運行一個服務(wù)器進程。當(dāng)有多個客戶進程請求服務(wù)時，服務(wù)器進程就按請求的先后順序依次做出響應(yīng)。并發(fā)方式(concurrent)：計算機同時運行多個服務(wù)器進程，而每一個服務(wù)器進程都對某個特定的客戶進程做出響應(yīng)。第7頁/共14頁第七頁，共15頁。無連接循環(huán)服務(wù)器

使用無連接的UDP的服務(wù)器通常都工作在循環(huán)方式，其主要特點是：一個服務(wù)器在同一時間只能向一個客戶提供服務(wù)。UDP服務(wù)器UDP客戶臨時端口熟知端口UDP客戶臨時端口UDP客戶臨時端口一次一個客戶服務(wù)器只使用一個熟知端口。每一個客戶則使用自己創(chuàng)建的臨時端口（端口號自己設(shè)定）。第8頁/共14頁第八頁，共15頁。無連接循環(huán)服務(wù)器處理請求服務(wù)器收到客戶的請求后，就發(fā)送UDP用戶數(shù)據(jù)報響應(yīng)該客戶。但對其他客戶發(fā)來的請求則暫時不予理睬，這些請求都在服務(wù)器端的隊列中排隊等候服務(wù)器的處理。當(dāng)服務(wù)器進程處理完畢一個請求時，就從隊列中讀取來自下一個客戶的請求，然后繼續(xù)處理。第9頁/共14頁第九頁，共15頁。面向連接并發(fā)服務(wù)器

面向連接并發(fā)服務(wù)器特點：服務(wù)器在同一時間可向多個客戶提供服務(wù)。TCP是面向連接的，因此在服務(wù)器和多個客戶之間必須建立多條TCP連接，而每一條TCP連接要在其數(shù)據(jù)傳送完畢后才能釋放。使用TCP的服務(wù)器只能有一個熟知端口。因此主服務(wù)器在熟知端口等待客戶發(fā)出的請求。一旦收到客戶的請求，就立即創(chuàng)建一個從屬服務(wù)器，并指明從屬服務(wù)器使用臨時端口和該客戶建立TCP連接，然后主服務(wù)器繼續(xù)在原來的熟知端口等待向其他客戶提供服務(wù)。第10頁/共14頁第十頁，共15頁。面向連接并發(fā)服務(wù)器的特點TCPTCP客戶臨時端口臨時端口TCP客戶臨時端口TCP客戶臨時端口主服務(wù)器TCP連接熟知端口僅用于接受服務(wù)請求創(chuàng)建從屬服務(wù)器主服務(wù)器有時又稱為父服務(wù)器，而從屬服務(wù)器又稱為子服務(wù)器。

第11頁/共14頁第十一頁，共15頁。進程通過系統(tǒng)調(diào)用接口進行通信的過程服務(wù)器recvfrom(…)socket(…)bind(…)recvfrom(…)無限制重復(fù)socket(…)若需要就重復(fù)sendto(…)進程sendto(…)close(…)客戶請求響應(yīng)1.無連接循環(huán)服務(wù)器第12頁/共14頁第十二頁，共15頁。2.面向連接并發(fā)服務(wù)器

服務(wù)器read(…)socket(…)bind(…)接受插口=accept(…)無限制重復(fù)socket(…)若需要就重復(fù)write(…)進程close(接受插口)close(…)客戶請求響應(yīng)listen(監(jiān)聽插口)fork(…)connect(…)write(…)read(…)close(監(jiān)聽插口)若需要就重復(fù)連接請求主服務(wù)器close(接受插口)從屬服務(wù)器第13頁/共14頁第十三頁，共15頁。感謝您的觀看。第14頁/共14頁第十四頁，共15頁。內(nèi)容總結(jié)應(yīng)用編程接口API。當(dāng)某個應(yīng)用進程啟動系統(tǒng)調(diào)用時，控制權(quán)就從應(yīng)用進程傳遞給了系統(tǒng)調(diào)用接口。應(yīng)用進程使用網(wǎng)絡(luò)進行通信時發(fā)出系統(tǒng)調(diào)用，請求操