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Perl - Socket Programming 介绍

什么是Socket?

Socket是在不同进程之间创建虚拟双工连接的Berkeley UNIX机制。后来将其移植到每个已知的OS上,以使跨不同OS软件运行的地理位置的系统之间进行通信。如果不使用Socket,系统之间的大多数网络通信将永远不会发生。

为了解释上面提到的Socket概念,我们将以使用Perl进行客户端-服务器编程为Example。要完成客户端服务器体系结构,我们必须执行以下步骤-

创建Server

  • 使用 socket 调用创建Socket。

  • 使用 bind 调用将Socket绑定到端口地址。

  • 使用 listen 调用在端口地址处监听Socket。

  • 使用 accept 调用接受客户端连接。

创建Client

  • 使用 socket 调用创建Socket。

  • 使用 connect 调用将(Socket)连接到服务器。

下图显示了客户端和服务器相互通信使用的完整呼叫顺序-

Perl Socket

Server端Socket调用

socket()调用

socket()调用是建立网络连接并创建Socket的第一个调用。该调用具有以下语法-

socket( SOCKET, DOMAIN, TYPE, PROTOCOL );

上面的调用创建了一个SOCKET,其他三个参数是整数,对于TCP/IP连接应具有以下值。

  • DOMAIN 应该是PF_INET。在您的计算机上大概是2。

  • TYPE 对于TCP/IP连接应为SOCK_STREAM。

  • PROTOCO TCP之类的特定协议。

因此,服务器发出的Socket函数调用将如下所示:

use Socket     # This defines PF_INET and SOCK_STREAM

socket(SOCKET,PF_INET,SOCK_STREAM,(getprotobyname('tcp'))[2]);

bind()调用

通过socket()调用创建的Socket在将它们绑定到主机名和端口号之前是无用的。服务器使用以下 bind()函数来指定其将接受来自客户端的连接的端口。

bind( SOCKET, ADDRESS );

这里的SOCKET是socket()调用返回的描述符,而ADDRESS是包含三个元素的Socket地址(对于TCP/IP)

由于bind()由服务器使用,服务器不需要知道其自己的地址,因此参数列表如下所示:

use Socket        # This defines PF_INET and SOCK_STREAM

$port = 12345;    # The unique port used by the sever to listen requests
$server_ip_address = "10.12.12.168";
bind( SOCKET, pack_sockaddr_in($port, inet_aton($server_ip_address)))
   or die "Can't bind to port $port! \n";

or die 子句非常重要,因为如果服务器在没有连接的情况下die,则除非使用 setsockopt()函数使用optionsSO_REUSEADDR,否则该端口将无法立即重用。在这里, pack_sockaddr_in()函数用于将端口和IP地址打包为二进制格式。

listen()调用

如果这是服务器程序,则需要在指定端口上发出对 listen()的调用以进行监听,即等待传入的请求。该调用具有以下语法-

listen( SOCKET, QUEUESIZE );

上面的调用使用了socket()调用返回的SOCKET描述符,而QUEUESIZE是同时允许的最大未完成连接请求数。

accept()调用

如果这是服务器程序,则需要发出对 access()函数的调用以接受传入的连接。该调用具有以下语法-

accept( NEW_SOCKET, SOCKET );

接受调用接收由socket()函数返回的SOCKET描述符,成功完成后,将返回新的Socket描述符NEW_SOCKET,以用于客户端和服务器之间的所有将来通信。如果access()调用失败,则它将返回FLASE,该FLASE在我们最初使用的Socket模块中定义。

通常,accept()在无限循环中使用。一旦一个连接到达,服务器要么创建一个子进程来处理它,要么自己提供服务,然后返回以监听更多连接。

while(1) {
   accept( NEW_SOCKET, SOCKT );
   .......
}

现在,与服务器有关的所有呼叫均已结束,让我们看一看客户端需要的呼叫。

Client端Socket调用

connect()调用

如果要准备客户端程序,则首先将使用 socket()调用创建一个Socket,然后必须使用 connect()调用进行连接服务器。您已经看过socket()调用语法,它将与服务器socket()调用类似,但这是 connect()调用的语法-

connect( SOCKET, ADDRESS );

这里的SCOKET是由客户端发出的socket()调用返回的Socket描述符,而ADDRESS是类似于 bind 调用的Socket地址,除了它包含远程服务器的IP地址。

$port = 21;    # For example, the ftp port
$server_ip_address = "10.12.12.168";
connect( SOCKET, pack_sockaddr_in($port, inet_aton($server_ip_address)))
   or die "Can't connect to port $port! \n";

如果成功连接到服务器,则可以开始使用SOCKET描述符将命令发送到服务器,否则客户端将通过显示错误消息来退出。

Client-ServerExample

以下是使用PerlSocket实现简单的客户端-服务器程序的Perl代码。服务器在这里侦听传入的请求,并且一旦建立连接,它就简单地从服务器回复微笑。客户端读取该消息并在屏幕上打印。假设我们在同一台计算机上拥有服务器和客户端,让我们看看它是如何完成的。

创建服务器的脚本

#!/usr/bin/perl -w
# Filename : server.pl

use strict;
use Socket;

# use port 7890 as default
my $port = shift || 7890;
my $proto = getprotobyname('tcp');
my $server = "localhost";  # Host IP running the server

# create a socket, make it reusable
socket(SOCKET, PF_INET, SOCK_STREAM, $proto)
   or die "Can't open socket $!\n";
setsockopt(SOCKET, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)
   or die "Can't set socket option to SO_REUSEADDR $!\n";

# bind to a port, then listen
bind( SOCKET, pack_sockaddr_in($port, inet_aton($server)))
   or die "Can't bind to port $port! \n";

listen(SOCKET, 5) or die "listen: $!";
print "SERVER started on port $port\n";

# accepting a connection
my $client_addr;
while ($client_addr = accept(NEW_SOCKET, SOCKET)) {
   # send them a message, close connection
   my $name = gethostbyaddr($client_addr, AF_INET );
   print NEW_SOCKET "Smile from the server";
   print "Connection recieved from $name\n";
   close NEW_SOCKET;
}

要以后台模式运行服务器,请在Unix提示符下发出以下命令-

$perl sever.pl&

创建客户端的脚本

!/usr/bin/perl -w
# Filename : client.pl

use strict;
use Socket;

# initialize host and port
my $host = shift || 'localhost';
my $port = shift || 7890;
my $server = "localhost";  # Host IP running the server

# create the socket, connect to the port
socket(SOCKET,PF_INET,SOCK_STREAM,(getprotobyname('tcp'))[2])
   or die "Can't create a socket $!\n";
connect( SOCKET, pack_sockaddr_in($port, inet_aton($server)))
   or die "Can't connect to port $port! \n";

my $line;
while ($line = <SOCKET>) {
   print "$line\n";
}
close SOCKET or die "close: $!";

现在,让我们在命令提示符下启动客户端,该客户端将连接到服务器并读取服务器发送的消息,并在屏幕上显示如下内容:

$perl client.pl
Smile from the server

注意-如果您使用点号提供实际的IP地址,则建议在客户端和服务器中以相同格式提供IP地址,以免造成混淆。

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