这两个服务程序功能相同，但一个是独立服务程序，另一个是被inetd调用的服务程序。这是TCP/IP网络服务的两大类，这里将两个程序放在一起是为了比较程序结构和运行方式。两服务程序都在Red Hat Linux 7.1和TurboLinux 7.0上调试通过。
独立服务器
TCP和UDP是两大TCP/IP数据传输方式，套接口是建立服务器客户机连接的机制，首先介绍它们建立通信联系的过程，然后给出一个TCP服务程序例子。
1.TCP套接口通信方式
对于TCP服务器端，服务程序首先调用建立套接口的函数socket()，然后调用绑定服务IP地址和协议端口号函数bind()。绑定成功后调用被动监听函数listen()等待客户连接，还要调用获取连接请求函数accept()，并一直阻塞到客户连接请求的到达，这个函数获取客户机IP地址和协议端口号。
对于TCP客户端，客户程序启动后后调用建立套接口函数socket()，然后调用连接函数connect()，此函数与服务器通过三次握手建立连接。
服务器和客户机建立连接后，就可以使用读函数read()和写函数write()收发数据了。数据交换完成后便各自调用关闭套接口函数close()删除套接口。TCP套接口通信方式见图1所示。
图1 TCP套接口通信方式
2.UDP套接口通信方式
UDP程序与TCP的区别是无需建立连接。服务器首先启动，然后等待用户请求。客户机启动后便直接向服务器请求服务，服务器接到请求后给出应答。
对于UDP服务器端，服务程序首先调用套接口函数socket()，然后调用绑定IP地址和协议端口号函数bind()。之后调用函数recvfrom()接收客户数据，调用sendto()向客户发送数据。
对于UDP客户端，客户机程序启动后调用套接口函数socket()，然后调用sendto()向服务器发送数据，调用recvfrom()接收服务器数据。
双方数据交换成功后，各自调用关闭套接口函数close()关闭套接口。UDP套接口通信方式见图2所示。
图2 UDP套接口通信方式
下面给出独立服务程序的例子。这个程序虽然简单，但是与复杂程序有着相同的结构。
//程序名：server.c
//功能：服务器从客户机读入一个字符，并将排在此字符后面的字符回送客户机
//服务器端口：9000
#include "sys/types.h"
#include "sys/socket.h"
#include "stdio.h"
#include "netinet/in.h"
#include "arpa/inet.h"
#include "unistd.h"
int main()
{
int pid//用于存放fork()执行结果
int server_sockfd,client_sockfd//用于服务器和客户机套接口描述符
int bind_flag,listen_flag//用于存放bind()和listen（）执行结果
int server_address_length,client_address_length//作为服务器客户机地址长变量
struct sockaddr_in server_address//作为服务器地址结构变量（含地址和端口）
struct sockaddr_in client_address//作为客户机地址结构变量（含地址和端口）
if((pid=fork())!=0) //用fork（）产生新进程
exit(0)
setsid() //以子进程开始下面的程序
函数socket()，创建一个套接口，成功则返回套接口描述符。
server_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)
if(server_sockfd<0)
{
printf(“socket error /n”)
exit(1)
}
server_address.sin_family=AF_INET
函数htonl()用于将32位主机字节顺序转换为网络字节顺序，其中参数INADDR_ANY表示任何IP地址。
server_address.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY)
函数htons()用于将16位主机字节顺序转换为网络字节顺序，其中的参数是绑定的端口号，读者可根据环境自行改动，目的是不与其它服务端口冲突。
server_address.sin_port=htons(9000)
server_address_length=sizeof(server_address)
函数bind()用于绑定本地地址和服务端口号，若调用成功返回值为0。
bind_flag=bind(server_sockfd,/
(struct sockaddr *)&server_address,/
server_address_length)
if(bind_flag<0)
{
printf(“bind error /n”)
exit(1)
}
函数listen（），指明服务器的队列长度，被动等待客户连接，调用成功返回值为0。
listen_flag=listen(server_sockfd,5)
if(listen_flag<0)
{
printf(“listen error /n”)
exit(1)
}
while(1)
{
char ch
函数accept()等待和获取用户请求，为每个新连接请求创建一个新的套接口，调用成功返回新套接口描述符。
client_sockfd=accept(server_sockfd,/
(struct sockaddr *)&client_address,/
&client_address_length)
函数read()和write()用于在服务器和客户机之间传送数据，调用成功返回读和写的字节数。
函数close()，用于程序使用完一个套接口后关闭套接口，调用成功返回值0。其中的参数为accept()创建的套接口的描述符client_sockfd。
read(client_sockfd,&ch,1)
printf(“cli_ch=%c”,ch)
ch++
write(client_sockfd,&ch,1)
close(client_sockfd)
}
}
程序完成后就可以使用命令进行编译。在命令行中输入“gcc -o server server.c”，将server.c编译成可执行程序server，这时便可用客户程序进行测试。在命令行执行“./server”启动服务程序，执行“netstat -na”查看有无server的服务端口。如果存在，则执行下面编写的客户程序“./client”。不过这仅是手工启动的方法，下面给出用服务管理程序管理server程序的方法。只要在目录/etc/rc.d/init.d下放入服务程序的脚本就能被服务程序读到。在命令行执行“touch server”创建文件server，并将文件属性改成可执行。在管理程序中并不能看到此服务名，脚本文件必须有一些结构才能被管理程序认为是服务程序脚本。
为了减少工作量，拷贝/etc/rc.d/init.d下脚本httpd，将拷贝脚本名命名为server，然后对其编辑。
（1）执行“cp httpd server”。
（2）用文本编辑器vi（其它编辑器亦可）将server打开进入编辑状态。首先用字符串server替换httpd。然后找到daemon server行，如果编写的程序放在变量PATH目录中，不需要修改此行；如果把服务程序放在其它目录中，就要写服务的全路径。例如程序在/root的目录中，就要写成daemon /root/server，还要删除“rm -f /var/run/server.pid”这一行。
（3）执行“chmod 755 server”，将server属性设定为可执行。
此时就可以用chkconfig、ntsysv等工具，在希望的运行级中增加这个新服务程序，然后测试客户机与服务器能否通信。
被xinetd调用的服务程序
在Linux系统中，有很多服务是被xinetd（较早版本使用的是inetd）超级守护服务器启动的。其实凡是基于TCP和UDP的服务都可使用超级守护进程启动，只是在服务量很大影响效率的情况下不被采用。
1.依赖xinetd启动的服务建立通信过程
为了与独立服务器程序比较，我们看一下依赖xinetd的服务器是如何启动的。
（1）xinetd启动时读取/etc/xinetd目录中的文件（早期版本为/etc/inetd文件），根据其中的内容给所有允许启动的服务创建一个指定类型的套接口，并将套接口放入select()中的描述符集合中。
（2）对每个套接口绑定bind()，所用的端口号和其它参数来自/etc/xinetd目录下每个服务的配置文件。
（3）如果是TCP套接口就调用函数listen()，等待用户连接。如果是UDP套接口，就不需调用此函数。
（4）所有套接口建立后，调用函数select()检查哪些套接口是活动的。
（5）若select()返回TCP套接口，就调用accept()接收这个连接。如果为UDP，就不需调用此函数。
（6）xinetd调用fork()创建子进程，由子进程处理连接请求。
◆ 子进程关闭所有其它描述符，只剩下套接口描述符。这个套接口描述符对于TCP是accept()返回的套接口，对于UDP为最初建立的套接口。然后子进程连续三次dup()函数，将套接口描述符复制到0、1和2，它们分别对应标准输入、标准输出和标准错误输出，并关闭套接口描述符。
◆ 子进程查看/etc/xinetd下文件中的用户，如果不是root用户，就用调用命令setuid和setgid将用户ID和组ID改成文件中指定的用户。
（7）对于TCP套接口，与用户交流结束后父进程需要关闭已连接套接口。父进程重新处于select()状态，等待下一个可读的套接口。
最后调用配置文件中指定的外部服务程序，外部程序启动后就可与用户进行信息传递了。
2.为xinetd编写专门的服务程序
除了独立服务程序能被xinetd启动外，还可以为xinetd编写专门的程序。此处的例子程序与上面server.c功能相同。不过两者的程序区别是很大的，此例的代码仅相当于上面传输数据的部分。我们还将程序名定为server.c，所以不能放在相同目录中，同名仅是为了和上面程序对照。
#include "unistd.h"
int main()
{
char ch
read(0,&ch,1)
ch++
write(1,&ch,1)
}
将程序编译成可执行文件，并做些设置就可被xinetd启动。注意不要和上面的独立服务程序server一起启动，因为客户程序写得比较简单，访问的是固定端口，服务器都设成了相同的端口号。
（1）编辑/etc/services文件，在行末增加一条记录：
server 9000/tcp
（2）在目录/etc/xinetd.d下编写文件server，内容为：
service server
{
disable = no
socket_type = stream
protocol = tcp
wait = no
user = root
server = /home/test/server (此处设置成自己程序所在的目录)
}
如果使用的是较早版本，则需在/etc/inetd.conf文件中添加下面的行：
server tcp nowait root /path/to/yourdirectory/server
（3）执行/etc/rc.d/initd.d/xinetd restart重新启动xinetd服务器。早期版本执行/etc/rc.d/initd.d/inetd restart重新启动inetd。
（4）执行netstat -an查看有没有server程序使用的端口号，如果有就可使用下面客户机程序进行测试了。
客户机程序
下面就客户机函数做一简单介绍。
//程序名client.c
/*功能：从客户的控制台输入一个字符，然后将这个字符送到服务器，并将服务器返回的字符显示出来*/
#include "sys/types.h"
#include "sys/socket.h"
#include "stdio.h"
#include "netinet/in.h"
#include "arpa/inet.h"
#include "unistd.h"
int main()
{
int sockfd//
int address_len
int connect_flag
struct sockaddr_in address
int connect_result
char client_ch,server_ch
函数socket()用于建立一个套接口，创建成功返回套接口描述符。
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)
if(sockfd<0)
{
printf(“sockfd error /n”)
}
address.sin_family=AF_INET
address.sin_addr.s_addr=inet_addr(“192.168.0.1”)/*读者根据自己环境改成服务器地址*/
address.sin_port=htons(9000)
address_len=sizeof(address)
函数connect()用于与服务器建立一个主动连接，调用成功返回值为0。
connect_flag=connect(sockfd,(struct sockaddr *)&address,address_len)
if(connect_flag==-1)
{
perror(“client”)
exit(1)
}
printf(“Input a character :”)
函数scanf()用于从控制台输入一个字符，并将字符存入client_ch的地址。函数write()和read()用于传输数据。函数printf()在客户机屏幕上显示服务器传回的字符。函数close()关闭套接口。
scanf(“%c”,&client_ch)
write(sockfd,&client_ch,1)
read(sockfd,&server_ch,1)
printf(“character from server : %c/n”，server_ch)
close(sockfd)
exit(0)
}
执行命令“gcc -o client client.c”，将client.c编译成client。执行“./client”，在程序提示下输入一个字符，就能看到服务器传回的字符。
以上介绍的仅是简单的例子。平时见到的服务程序远比它复杂，而且很多是多协议服务程序或是多协议多服务程序。多协议服务程序就是在main()中分别创建供服务的TCP和UDP套接口。为每个服务分别写出相应程序好处是便于控制，但是这样每个服务都启动两个服务器，而它们的算法响应是一样的，就要耗费不必要的资源，并且出了问题排错也较困难。多服务是将不同的服务集成在一起由一个程序完成，可用一个数组表示服务，数组中的每一项表示某协议某服务的一种，这样很容易扩展程序的服务功能。
一、方式
1、管道（Pipe）及有名管道（ mkpipe）：
管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有名管道克服了管道没有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信；
2、信号（Signal）：
信号是比较复杂的通信方式，用于通知接受进程有某种事件发生，除了用于进程间通信外，进程还可以发送信号给进程本身。
linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外，还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction。
实际上，该函数是基于BSD的，BSD为了实现可靠信号机制，又能够统一对外接口，用sigaction函数重新实现了signal函数。
3、消息队列（Message）：
消息队列是消息的链接表，包括Posix消息队列system V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少，管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
4、共享内存：
使得多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥。
5、信号量（semaphore）：
主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。
6、套接口（Socket）：
更为一般的进程间通信机制，可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的，但现在一般可以移植到其它类Unix系统上：Linux和System V的变种都支持套接字。
二、概念
进程间通信概念：
IPC—-InterProcess Communication
每个进程各自有不同的用户地址空间,任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到所以进程之间要交换数据必须通过内核。
在内核中开辟一块缓冲区,进程1把数据从用户空间拷到内核缓冲区,进程2再从内核缓冲区把数据读走,内核提供的这种机制称为进程间通信。
扩展资料
1）无名管道:
管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道；只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）。
管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，构成两进程间通信的一个媒介。
数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。
2）有名管道：
不同于管道之处在于它提供一个路径名与之关联，以FIFO的文件形式存在于文件系统中。这样，即使与FIFO的创建进程不存在亲缘关系的进程，只要可以访问该路径，就能够彼此通过FIFO相互通信（能够访问该路径的进程以及FIFO的创建进程之间）。
因此，通过FIFO不相关的进程也能交换数据。值得注意的是，FIFO严格遵循先进先出（first in first out），对管道及FIFO的读总是从开始处返回数据，对它们的写则把数据添加到末尾。它们不支持诸如lseek()等文件定位 *** 作。
欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）