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Linux网络编程复习

    Discovery

甘刚老师教的很不错的,对我们也很负责,真的是很好的一个老师。
但是江山易改本性难移,我们还是没有好好的听老师讲课,还是等着最后几天来复习。
这一篇就是在考试之后把复习的资料整理一下。

套接字类型

流式套接字 sock_stream

使用了 TCP 协议,保证了数据传输是正确,顺序的
提供可靠的,面向连接的通讯流
Telnet 就是流式连接,到达顺序和输入顺序一样

数据报套接字 sock-dgram

使用了 UDP 协议,不保证可靠无差错,是无序的
无连接的服务,不需要维护一个打开的连接,只用打包加上 IP 然后发送
使用 udp 的程序收到后需要返回 ack (确认)信号
tftp,bootp 就是数据报套接字

原始套接字

原始套接字主要用于一些协议的开发,可以进行比较底层的操作
它功能强大,但是没有上面介绍的两种套接字使用方便
一般的程序也涉及不到原始套接字

socket套接字包含的元素

一个完整的 Socket 则用一个相关描述
{协议,本地地址,本地端口,远程地址,远程端口}
每一个 Socket 有一个本地的唯一 Socket 号,由操作系统分配
针对不同的C/S程序提供不同的 Socket 系统调用
Socket 利用C/S模式巧妙的解决了进程之间建立通信连接的问题
服务器拥有全局公认的 Socket,任何客户都可以向它发出连接请求和信息请求
两个完全随机的用户进程之间,因为没有任何一方的 Socket ,要通话是不可能的

监听套接字和连接套接字的作用

listen()一直监听,accept()用于连接。
listen(sockfd套接字描述符,backlog最大连接数)
accept(listenfd套接字描述符,client对方地址,addrlen地质结构长度)

IP地址复用的作用和设置

setsockopt()函数 和 SO_REUSEADDR 参数

多进程和多线程对连接和监听套接字处理的区别

多进程

1.connect 请求到达服务器时建立 connfd
2.fork()出一个子进程共享 listenfd,connfd
3.父进程关闭 connfd,子进程关闭 listenfd

多线程

1.子线程处理 listenfd:connect 请求,把 sockid 保存下来
2.主线程处理 connfd:遍历保存的 sockid,执行read/write,send/recv

TSD的作用和使用方法

TSD线程特定数据来取代静态变量,类似全局变量,但是是每个线程私有的
tsd 是定义线程私有数据的唯一方法。
在同进程中的同一数据都用一个唯一的 Key 来标志。
创建一个类型为 pthread_key_t 类型的变量。

调用 pthread_key_create() 来创建该变量。该函数有两个参数,第一个参数就是上面声明的 pthread_key_t 变量,第二个参数是一个清理函数,用来在线程释放该线程存储的时候被调用。该函数指针可以设成 NULL ,这样系统将调用默认的清理函数。

当线程中需要存储特殊值的时候,可以调用 pthread_setspcific() 。该函数有两个参数,第一个为前面声明的 pthread_key_t 变量,第二个为 void* 变量,这样你可以存储任何类型的值。

如果需要取出所存储的值,调用 pthread_getspecific() 。该函数的参数为前面提到的 pthread_key_t 变量,该函数返回 void * 类型的值。

I/O复用5种模型的区别

阻塞,非阻塞,复用,信号驱动,异步
这个自己看书,书上有图。

IGMP协议在原始套接字中的应用

我不知道,但是也没有考。sorry。

TCP/UDP套接字编程流程模版

最基础的东西,书上2、3章,自己看图。

创建IPV4原始套接字

1.socket第二个参数设置为sock_raw
int ipfd
ipfd = socket(AF_INFT,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP)
socket函数第三个参数用于指定套接口所使用的协议,如 icmp,igmp,egp
2.设置 IP_HDRINCL 套接口选项
const int on = 1
if(setsockopt (sockfd,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,&on,szeof(on))< 0)
下面异常处理
3.调用 bind,connect

父进程ID和子进程ID的关系

没有考到,了解一下。
在 fork 之后,创建子进程成功
子进程中,fork 返回 0
父进程中,fork 返回子进程的 pid
父进程的 fpid 指向子进程的 pid,子进程没有子进程,于是 fpid 为 0

僵尸进程

子进程结束了,父进程尚未等待(wait/waitpid)的时候是僵尸进程
所以要 waitpid 函数或者 wait 函数来关闭。
waitpid 是另一种 wait 函数,多了 pid 和 option 选项。
其中 pid 为子进程 id,-1时等待任何一个,这时和 wait 一样;大于1时,为等待该 pid 的进程
option 为 WNOHANG,没有子进程也会立即返回,不会一直等,一般 option 为 0

套接字地址结构类型

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struct sockaddr_in
{
unsigned short sin_len; //ipv4地址长度
short int sin_family; //指代协议簇,在 tcp 中只会是AF_INET
unsigned short sin_port; //储存端口号
struct in_addr sin_addr; //储存 IP地址
unsigned char sin_zero[8]; //保留位,用于保持长度相同
}
struct in_addr
{
unsigned long s_addr; //网络字节序???????的 IP地址
}

这个是 ipv4 的,ipv6 不用记。

线程安全性中once函数的使用

没有考到,了解一下
在多线程环境中,有些事仅需要执行一次。通常当初始化应用程序时,可以比较容易地将其放在main函数中。
但当你写一个库时,就不能在main里面初始化了,你可以用静态初始化,但使用一次初始化(pthread_once)会比较容易些。
int pthread_once(pthread_once_t once_control, void (init_routine) (void));
功能:本函数使用初值为PTHREAD_ONCE_INIT的once_control变量保证init_routine()函数在本进程执行序列中仅执行一次。
在多线程编程环境下,尽管pthread_once()调用会出现在多个线程中,init_routine()函数仅执行一次,究竟在哪个线程中执行是不定的,是由内核调度来决定。
Linux Threads使用互斥锁和条件变量保证由pthread_once()指定的函数执行且仅执行一次,而once_control表示是否执行过。
如果once_control的初值不是PTHREAD_ONCE_INIT(Linux Threads定义为0),pthread_once() 的行为就会不正常。
在LinuxThreads中,实际”一次性函数”的执行状态有三种:NEVER(0)、IN_PROGRESS(1)、DONE (2)
如果once初值设为1,则由于所有pthread_once()都必须等待其中一个激发”已执行一次”信号,因此所有pthread_once ()都会陷入永久的等待中;如果设为2,则表示该函数已执行过一次,从而所有pthread_once()都会立即返回0。

域名和IP、协议和协议号、服务和端口的处理函数

太多了这个自己看书。

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gethostbyname()
gethostbyaddr()
uname()
gethostname()
getservbyname()
getservbyport()
inet_addr()
inet_aton()
inet_ntoa()

创建守护进程

1 创建后台进程

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if((pid = fork())>0)
exit(0);
else if(pid<0)
{
perror("fail to fork");
exit(-1);
}

2 创建新会话

脱离控制终端,登录会话和进程组

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setsid();

3 禁止进程重新打开控制终端

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if(pid=fork()) 
exit(0);//结束第一子进程,第二子进程继续(第二子进程不再是会话组长)

4 关闭所有文件描述符

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for(i=0;i<=getdtablesize();i++)
close(i);

5 改变当前工作目录

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chdir("/tmp") ;

6 重设权限掩码

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umask(0);

7 处理SIGCHLD信号

1
signal(SIGCHLD,SIG_IGN);

以上

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