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数据库引擎开发以及常见数据库内部原理学习(3):网络编程基础

2014-09-02 08:46 691 查看
康奈尔笔记

线索

网络理论

程序流程

[b]1.记录:
[/b]
网络原理

计算机网路是一种允许计算机进行即时通讯的工具

计算机物理连接可能是电缆也可能是无线介质

生成、转发以及销毁数据的网络设备称之为网络节点

OSI模型

国际标准协议OSI模型是一种字面模型,而且跟IP协议没关系

第一层:物理层:bit流传输,主要是物理介质

第二层:数据链路层:提供介质访问,链路管理,各种链路转换

第三层:网络层:寻址和路由的选择,路由器,转换寻址,路由器

第四层:传输层:建立主机端到端的连接,4层,0保障最少,3最多

第五层:会话层:建立、维护和管理会话,建立的检查点等机制

第六层:表示层:处理数据格式、数据加密,提供与应用分离的格式

第七层:应用层:提供应用程序间通信,识别资源模式

IP协议

为计算机网络相互连接进行通讯而设计的协议

是一套由软件、程序所组成的协议,把各种系统不同的信息转换成统一的格式,使所有的网络节点能实现互通。

第一层:链路层

第二层:连接层,IPV4、IPV6

第三层:传输层

第四层:应用层



TCP协议

TCP协议是IP协议组件中最重要的组成部分

TCP基于IP协议,提供了可靠,有序,错误校验的数据流,用于局域网和广域网中程序之间的信息交换。

坐落于IP协议的传输层

Socket套接字

程序间通讯流的终端,客户端使用套接字进行通讯。

套接字API是一种应用程序开发接口,一般由操作系统提供。(一般指广域网套接字)

一般为IP地址与端口的结合

组成:本地IP、远程IP、协议

程序流程



客户端流程:建立套接字-连接服务器-进行通讯-关闭套接字

服务端流程:建立套接字-监听-接收连接请求-进行通讯-接收客户端关闭套接字信息-关闭套接字

函数接口

socket()创建一个新的套接字并分配系统资源

bind()一般用于服务端,将套接字与套接字地址(例如本地端口以及IP地址)绑定

listen() 一般用于服务端,将绑定的TCP置于监听状态

connect() 一般用于客户端,分配一个本地的空闲端口,并且与远程地址建立连接

accept() 一般用于服务端,接受一个新的连接请求,并创建一个与该链接绑定的套接字

send() 与 recv(), 或 write() 与read(), 或sendto() 与recvfrom()用于发送和接收数据

close() 关闭一个打开的套接字并释放资源

gethostbyname() 与gethostbyaddr() 在IPv4协议中解析域名和地址

select() 用于等待一个或多个指定套接字的下一个读写事件

poll()用于测试一个或多个套接字的读写状态

getsockopt() 得到指定套接字的参数

setsockopt() 配置指定套接字的参数

典型服务端

int main(void)


{


//套接字地址


struct sockaddr_instSockAddr;


//建立套接字


intSocketFD= socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);


//判断套接字是否成功


if(-1==SocketFD)


{


perror("can not create socket");


exit(EXIT_FAILURE);


}


//重置套接字地址信息


memset(&stSockAddr,0,sizeof(stSockAddr));




stSockAddr.sin_family= AF_INET;


stSockAddr.sin_port= htons(1100);


stSockAddr.sin_addr.s_addr= htonl(INADDR_ANY);


//绑定端口


if(-1== bind(SocketFD,(structsockaddr*)&stSockAddr,


sizeof(stSockAddr)))


{


perror("error bind failed");


close(SocketFD);


exit(EXIT_FAILURE);


}


//监听端口


if(-1== listen(SocketFD,10))


{


perror("error listen failed");


close(SocketFD);


exit(EXIT_FAILURE);


}


//循环


for(;;)


{


//监听连接


intConnectFD= accept(SocketFD, NULL, NULL);


if(0>ConnectFD)


{


perror("error accept failed");


close(SocketFD);


exit(EXIT_FAILURE);


}




/* perform read write operations ...


read(ConnectFD,buff,size)*/


if(-1== shutdown(ConnectFD, SHUT_RDWR))


{


perror("can not shutdown socket");


close(ConnectFD);


close(SocketFD);


exit(EXIT_FAILURE);


}


close(ConnectFD);


}


close(SocketFD);


return EXIT_SUCCESS;


}


典型客户端

int main(void)


{


struct sockaddr_instSockAddr;


intRes;


intSocketFD= socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);


if(-1==SocketFD)


{


perror("cannot create socket");


exit(EXIT_FAILURE);


}


memset(&stSockAddr,0,sizeof(stSockAddr));


stSockAddr.sin_family= AF_INET;


stSockAddr.sin_port= htons(1100);


Res= inet_pton(AF_INET,"192.168.1.3",&stSockAddr.sin_addr);


}




if(0>Res)


{


perror("error: first parameter is not a valid address family");


close(SocketFD);


exit(EXIT_FAILURE);


}


elseif(0==Res)


{


perror("char string (second parameter does not contain valid


ipaddress)");


close(SocketFD);


exit(EXIT_FAILURE);


}




if(-1== connect(SocketFD,(struct sockaddr*)&stSockAddr,


sizeof(stSockAddr)))


{


perror("connect failed");


close(SocketFD);


exit(EXIT_FAILURE);


}


/* perform read write operations ... */


(void) shutdown(SocketFD, SHUT_RDWR);


close(SocketFD);


return EXIT_SUCCESS;


}


[b]2.简化:
[/b]
计算机网络是一种允许计算机通讯的工具。

OSI模型是一种标准化的字面模型,没有真正的广泛运用,其包括:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

IP网络互联协议是一种被广泛运用的互联网协议,主要包括:链路层、连接层、传输层、应用层。

TCP基于IP协议,提供了可靠,有序,错误校验的数据流,是广泛运用与程序中间的。

套接字是一种一般由系统提供的应用程序开发接口。

3.背诵:


[b]4.思考:
[/b]
网络编程的难度到底在哪里,这里一直是我薄弱网络编程水平所无法真正理解的地方。作为一个java程序员,了解过c,api不难用,netty也关注过,似乎打造一个稳定的网络服务是一件非常麻烦的事情,作为程序员,其实在本质上很难理解对错之外的事情。这个似乎可以说得上是缺陷。能力上的缺陷。

5.复习:
总结

数据库调优里面有这么句话,80%的数据库问题,与数据库本身无关,这些无关问题里面,又以网络问题为重中之重,Oracle的监听配置也是非常容易出现问题。

在分布式数据库时代,成本的开销主要集中在网络IO之上,所以说,网络对于数据库的重要性不言而喻。

我们这里网路暂时需要的是建立一个客户端与服务端的通讯

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