絕大部分關(guān)于socket編程的教程總是從socket的概念開始講起的。要知道,socket的初衷是個龐大的體系,TCP/IP只是這個龐大體系下一個很小的子集,而我們真正能用上的更是這個子集中的一小部分:運輸層(Host-to-Host Transport Layer)的TCP和UDP協(xié)議,以及使用這兩個協(xié)議進行應用層(Application Layer)的開發(fā)。即使是socket的核心部分,網(wǎng)絡層(Internet Layer)的IP協(xié)議,在編程的時候我們也很少會感覺到它的存在——因為已經(jīng)被封裝好了,我們唯一需要做的事情就是傳入一個宏。第一節(jié)我想介紹的概念就這么多,當然,既然我們已經(jīng)說了3個層了,我想最好還是把最后一個層也說出來,即所謂鏈路層(Network Access Layer),它包括了物理硬件和驅(qū)動程序。這四個層從底到高的順序是:鏈路層--網(wǎng)絡層--運輸層--應用層。
好,說實話我們現(xiàn)在并不清楚所謂TCP到底是什么東東,不過我們知道這東東名氣很大。或許你早就知道,另外一個聲名狼藉建立在TCP協(xié)議基礎上的應用程序,它曾經(jīng)幾乎是統(tǒng)治了一個時代,即使是今天,我們依然無法消除他的影響力的——恩,是的,就是telnet。
在這個教程中,我使用的環(huán)境是Debian GNU/Linux 4.0 etch。傳說中的stable -_-!!!,恩,我是很保守的人。如果你不是自己DIY出來的系統(tǒng),相信默認安裝里面就應該有telnet(/usr/bin/telnet,要是沒裝就自己aptitude install吧)。telnet可以與所有遵循TCP協(xié)議的服務器端進行通訊。通常,socket編程總是Client/Server形式的,因為有了telnet,我們可以先不考慮client的程序,我們先寫一個支持TCP協(xié)議的server端,然后用telnet作為client驗證我們的程序就好了。
server端的功能,我們也考慮一種最簡單的反饋形式:echo。就如同你在終端輸入echo 'Hello World',回車后shell就會給你返回Hello World一樣,我們的第一個TCP server就用以實現(xiàn)這個功能。
什么樣的模型適合描述這樣的一種server呢?我相信,一個很2的例子會有助于我們記憶TCP server端的基本流程。
想象你自己是個小大佬,坐辦公室(什么樣的黑社會做辦公室???可能是討債公司吧^^)你很土,只有一個小弟幫你接電話(因為你自己的號碼是不敢對外公開的)。一次通訊的流程大概應該是這樣的:小弟那里的總機電話響了;小弟接起電話;對方說是你女朋友A妹;小弟轉(zhuǎn)達說,“老大,你馬子電話”;你說,接過來;小弟把電話接給你;你和你女朋友聊天半小時;掛電話。
我們來分析一下整個過程中的元素。先分析成員數(shù)據(jù)(請注意,這里開始用C++術(shù)語了):你小弟(listenSock),你需要他來監(jiān)聽(listen,這是socket編程中的術(shù)語)電話;你自己(communicationSock),實際上打電話進行交流的是你自己;你的電話號碼(servAddr),否則你女朋友怎么能找到你?你女朋友的電話號碼(clntAddr),這個比喻有點牽強,因為事實上你接起電話,不需要知道對方的號碼也可以通話(雖然事實上你應該是知道的,你不會取消了來電顯示功能吧^^),但是,難道你是只接女朋友電話從來不打過去的牛人嗎?這個過程中的行為(成員函數(shù)):你小弟接電話并轉(zhuǎn)接給你(isAccept());你自己的通話(handleEcho())(這個行為確實比較土,只會烏鴉學舌的echo,呵呵)。
簡單的說,就是這些了。根據(jù)這個模型,我們可以很容易寫出實現(xiàn)我們需要的echo功能的TCP server的類:
- class TcpServer
- {
- private:
- int listenSock;
- int communicationSock;
- sockaddr_in servAddr;
- sockaddr_in clntAddr;
- public:
- TcpServer(int listen_port);
- bool isAccept();
- void handleEcho();
- };
這里面有些簡寫,比如,sock實際上就是socket,addr就是address。serv和clnt我想你一定能猜到是server和client吧。還有一個socket中的結(jié)構(gòu)體sockaddr_in,實際上就是這個意思:socket address internet(網(wǎng)絡嵌套字地址),具體解說,請看下回分解。