网络编程_day6

【0】复习

linux IO模型：阻塞IO、非阻塞IO、信号驱动IO

IO多路复用（并发）：select（特点）、poll（特点）、epoll（特点）

服务器模型：循环服务器（一个服务器在同一时间只能处理一个客户端的请求）、

并发服务器（一个服务器在同一时可以处理多个客户端的请求）（多进程、多线程、IO多路复用select）

多进程实现并发
并发：一个服务器可以同时连接多个客户端（同时与多个客户端通信）
什么时间创建多进程？accept之后fork
父：accept----》阻塞
fork
子：recv----》阻塞利用信号SIGCHLD进行回收子进程资源handler()
{
waitpid();
}main()
{socket();bind();listen();signal(SIGCHLD，handler); while(1){accept();pid=fork();if(pid==0){while(1)recvexit();}elseclose();}}

多线程实现并发
什么时间创建多线程？
主：accept
创建线程pthread_create
子：recv
如果把accept函数的返回值定义为全局变量，那么acceptfd会是最后一次链接的客户端的用于通信的文件描述符handler(void*)
{
//类型准换int acceptfd=*((int *)arg);while(1)recv();
}main()
{socket();bind();listen();while(1){acceptfd=accept();//传参pthread_create(handler,&acceptfd);pthread_detach();}
}

select：一张文件描述符的表
将关心的文件描述符添加到表中，内核监听，当内核监听的表中有文件描述符产生事件，未发生事件的文件描述符会清0，select返回，我们需要判断到底是哪一个或者哪些文件描述符发生了事件，最对应的逻辑处理main
{sockfd=socket();bind();listen();有表；FD_ZERO();FD_SET(sockfd);while(1){// 一定要注意，要有备份表//备份表：保留关心的文件描述符，确保不会被select修改select();if(FD_ISSET(sockfd))acceptfd=accept();FD_SET(acceptfd);//从原表添加for(int i=sockfd+1;i<=max;i++){if(FD_ISSET(i))ret=recv(i);if(ret==0)FD_CLR(i);//从原表删除}}
}

int setsockopt(int sockfd,int level,int optname,void *optval,socklen_t optlen)
功能：获得/设置套接字属性
参数：
sockfd：套接字描述符
level：协议层
optname：选项名
optval:选项值
optlen:选项值大小
返回值:     成功 0                  失败-1

设置地址重用

【2】超时检测

必要性

1. 避免进程进入无限制的阻塞
2. 在规定的时间内未完成相应的语句，可以执行其他的语句

超时检测的设置方法

1. 通过函数自带的参数设置

select poll

2. 通过设置套接字属性进行设置

3. alarm函数与sigaction函数结合

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);
功能：对接收到的指定信号处理
参数：signum：要捕获的信号act：接收到信号之后对信号进行处理的结构体oldact：接收到信号之后，保存原来对此信号处理的各种方式与信号（可用来做备份）。如果不需要备份，此处可以填NULL
struct sigaction 
{void     (*sa_handler)(int); //信号处理函数void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);  //查看信号的各种详细信息sigset_t   sa_mask;int        sa_flags;      //信号属性; SA_RESTART自重启属性
#define SA_RESTART  0x10000000void     (*sa_restorer)(void);//不再使用};     //设置信号属性struct sigaction act;sigaction(SIGALRM,NULL,&act);//获取原属性act.sa_handler=handler;//修改属性sigaction(SIGALRM,&act,NULL);//将修改的属性设置回去
返回值：成功:0出错:-1，并将errno设置为指示错误

【3】广播与组播（broadcast & multicast）

1. 广播（udp）

理论：

● 前面介绍的数据包发送方式只有一个接受方，称为单播

● 如果同时发给局域网中的所有主机，称为广播

● 只有用户数据报(使用UDP协议)套接字才能广播

● 一般被设计成局域网搜索协议

● 广播地址：局域网中主机号最大的一个 192.168.50.255

发送者

1. 创建数据报套接字
2. 由于原本的套接字不允许广播，所以要设置广播属性
3. 指定网络信息（接收者）
4. 发送消息
5. 关闭套接字

接收者

1. 创建数据报套接字
2. 指定网络信息（接收者）
3. 绑定套接字
4. 接收消息
5. 关闭套接字

缺点：

    广播方式发给所有的主机，过多的广播会大量的占用网络带宽，造成广播风暴，影响正常的通信

广播风暴： 网络长时间被大量的广播数据包所占用，使正常的点对点通信无法正常进行，其外在表现为网络速度奇慢无比，甚至导致网络瘫痪

2. 组（多）播（udp）

理论

● 单播方式只能发给一个接收方。

● 广播方式发给所有的主机。过多的广播会大量占用网络带宽，造成广播风暴，影响正常的通信。

● 多播是一个人发送，加入到多播组的人接收数据。

● 多播方式既可以发给多个主机，又能避免像广播那样带来过多的负载(每台主机要到传输层才能判断广播包是否要处理)

●  D类：224.0.0.0-239.255.255.255

发送者

1. 创建数据报套接字
2. 指定网络信息（接收者）
3. 发送消息
4. 关闭套接字

接收者

1. 创建数据报套接字
2. 设置多播属性，将自己的IP加入到多播组中。
3. 指定网络信息（接收者）
4. 绑定套接字
5. 接收消息
6. 关闭套接字

【4】本地套接字

特性

1. socket同样可以用于本地间进程通信，创建套接字时使用本地协议AF_LOCAL或AF_UNIX
2. 分为流式套接字和数据报套接字
3. 和其他进程间通信相比使用方便、效率更高，常用于前后台进程通信。

流程（tcp为例）

客户端

1. socket()
2. struct sockaddr_un
3. connect
4. send
5. close

服务器

1. socket()
2. struct sockaddr_un
3. bind
4. listen
5. accept
6. recv
7. close