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-服务器编程为示例。要完成客户端服务器体系结构,我们必须执行以下步骤-
使用 socket() 调用创建服务端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。
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-
socket()调用是创建网络连接并创建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]);
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函数使用选项SO_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。
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。
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。
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。
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,并且一旦创建连接,它就简单地从服务器回复。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。
#!/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&
!/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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