网络编程实用教程第1章.ppt

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1、网络编程,主讲：梅芳,吉林大学软件学院,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,课程简介,使用教材网络编程实用教程人民邮电出版社 叶树华 高志红 编著考核方式考试 80 分考勤 20 分,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,主要内容,网络通信编程基本概念和编程模式UNIX套接字编程Sockets规范WinInet API和MFC WinInet类Win32的多进程机制5种套接字I/O模型电子邮件系统的构成和工作原理,第1章 网络编程基础,进程通信的概念因特网中网间进程的标识方法网络协议的特征TCP/IP中用户数据报协议UDP和传输控制协议TCP的特点 目前的网络编程现状网络应用程序的客户服务器交互

2、模式,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1.1 网络编程相关的基本概念,1.1.1 网络编程与进程通信1进程与线程的基本概念进程是处于运行过程中的程序实例，是操作系统调度和分配资源的基本单位。一个进程实体由三部分构成。程序代码：规定进程所做的计算。数据：计算的对象。进程控制块：是操作系统为了控制进程建立的数据结构，用来管理进程的内核对象，系统用来存放关于进程的统计信息。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1.1 网络编程相关的基本概念,操作系统给进程分配内存空间：静态分配空间：用来装入进程所有的可执行模块或动态链接库模块的代码及数据。动态分配空间：如线程堆栈和堆分配空间。各种计算机应用程序

3、在运行时，都以进程的形式存在，网络应用程序也不例外。Windows系统不但支持多进程，还支持多线程。进程是分配资源的单位；线程是执行和调度的单位。由线程负责执行包含在进程的地址空间中的代码.,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,一个进程可以包含若干个线程，同时执行进程地址空间中的代码。当创建一个进程时，系统会自动创建它的第一个线程，称为主线程。然后，该线程可以创建其他的线程，而这些线程又能创建更多的线程。每个线程拥有自己的一组CPU寄存器和堆栈。进程至少拥有一个线程，否则将被撤销。Windows 2000能在有多个CPU的计算机上运行，每个CPU上运行不同的线程，达到多线程运行。,第一页 最后

4、一页,吉林大学软件学院,图1.1 单CPU分时地运行进程中的各个线程,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,2网络应用进程在网络体系结构中的位置从计算机网络体系结构的角度来看，网络应用进程处于网络层次结构的最上层。从功能上，可以将网络应用程序分为两部分：专门负责网络通信的模块，它们与网络协议栈相连接，借助网络协议栈提供的服务完成网络上数据信息的交换。面向用户或者作其他处理的模块，它们接收用户的命令，或者对借助网络传输过来的数据进行加工。两部分模块相互配合来实现网络应用程序功能。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,图1.2 网络应用程序在网络体系结构中的位置,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,

5、网络应用程序这两部分的关系：通信模块，是网络分布式应用的基础；其他模块，对网络交换的数据进行加工处理。网络应用程序要实现网络资源的共享，共享的基础就是必须能够通过网络轻松地传递各种信息。网络编程首先要解决网间进程通信的问题。然后才能在通信的基础上开发各种应用功能。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,3实现网间进程通信必须解决的问题网间进程通信，是指网络中不同主机中的应用进程之间的相互通信问题，必须解决以下问题：网间进程的标识问题(不能只用进程号标识)；如何与网络协议栈连接的问题（通过定义套接字网络编程接口来解决）；多重协议识别问题(不同协议工作方式不同)；不同的通信服务的问题（要求不同，如文

6、件传输要求可靠、无差错、无乱序、无丢失，网络聊天要求不高，可选TCP和UDP服务）。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1传输层在网络通信中的地位,1.1.2 因特网中网间进程的标识,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,TCP/IP协议栈的特点是“两头大、中间小”应用层有多个应用进程,使用不同应用层协议；网络接口层，有多种数据链路层协议，支持不同的物理网络连接；网络层有IP协议，传输层有TCP和UDP协议。按照OSI七层协议的描述，传输层与网络层在功能上的最大区别，是传输层提供进程通信的能力。TCP/IP协议提出了传输层协议端口（简称端口）的概念，成功地解决了通信进程的标识问题。,传输层是计

7、算机网络中，通信主机内部进行独立操作的第一层，是支持端到端的进程通信的关键的一层。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,图1.3 基于TCP/IP协议栈的进程间的通信,2端口的概念端口是TCP/IP协议族中，应用层进程与传输层协议实体间的通信接口。在OSI七层协议描述中，将其称为应用层进程与传输层协议实体间的服务访问点（SAP）。应用层进程通过系统调用与某个传输层端口进行绑定，然后通过该接口接收或发送数据。类似于文件描述符，每个端口都拥有一个叫作端口号（port number）的16位整数型标识符。可以用端口标识通信的网络应用程序。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,传输层TCP和UDP两个

8、协议是完全独立的软件模块，因此各自的端口号也独立。使用时必须说明是UDP端口还是TCP端口，两种协议的端口间没有任何联系。如同所示，都可以提供65535个端口。端口是操作系统可分配的一种资源。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,图1.4 UDP与TCP的报文格式,从实现的角度讲，端口是一种抽象的软件机制，包括一些数据结构和I/O缓冲区。进程通过系统调用与某端口建立绑定关系后，传输层传给该端口的数据都被相应进程接收，相应进程发给传输层的数据都通过该端口输出。在TCP/IP实现中端口操作类似于一般的I/O操作。进程获取一个端口，相当于获取本地唯一的I/O文件，可以用一般的读写原语访问。,第一页

9、最后一页,吉林大学软件学院,3端口号的分配机制网络进程通信前必须获知对方的进程地址。由于网络应用程序大多采用C/S模式开发，通信总是由客户机发起，因此事先只需让客户机知道服务器的进程地址即可。Internet中为客户服务的众所周知的服务有限。TCP/IP协议采用了全局分配（静态分配）和本地分配（动态分配）相结合的分配方法。对于TCP或UDP，将它们的全部65535个端口号分为保留端口号和自由端口号两部分。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,保留端口号，范围是01023，又称为众所周知的端口或熟知端口（well-known port），只占少数，采用全局分配或集中控制的方式，由一个公认的中央机

10、构根据需要进行统一分配，静态地分配给因特网上著名的众所周知的服务器进程，并将结果公布于众。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,表1.1 一些典型的应用层协议分配到的保留端口,自由端口号，范围是102465535，采用本地分配，又称为动态分配。TCP或UDP端口的分配规则是：端口0：不使用，或者作为特殊的使用；端口1-255：保留给特定的服务，TCP和UDP均规定，小于256的端口号才能分配给网上著名的服务；端口256-1023：保留给其他的服务，如路由；端口1024-4999：可用作任意客户的端口；端口5000-65535：可用作用户的服务器端口。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,在这样

11、的端口分配机制下，客户进程C与服务器进程S第一次通信的情景。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,图1.5 客户与服务器的第一次通信,为确保服务器进程为多个客户机进程服务，服务器的保留端口是专门用来监听客户端的连接请求的。当服务器从保留端口接收到一个客户机的请求后，立即创建另外一个线程，并为这个线程分配一个保留端口（在500065535选择分配），然后继续接收新的客户机请求。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,4进程的网络地址的概念在因特网中，用一个三元组可以在全局中唯一地标识一个应用层进程：应用层进程地址=（传输层协议，主机的IP地址，传输层的端口号）这个三元组叫做一个半相关（half-a

12、ssociation），它标识了因特网中，进程间通信的一个端点，也把它称为进程的网络地址。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,5网络中进程通信的标识一个完整的网间通信需要一个五元组在全局中唯一地来标识：(传输层协议，本地机IP地址，本地机传输层端口，远地机IP地址，远地机传输层端口)这个五元组称为一个全相关（association），即两个协议相同的半相关才能组合成一个合适的全相关，或完全指定一对网间通信的进程。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,在网络分层体系结构中，各层之间是严格单向依赖的，各层次的分工和协作集中体现在相邻层之间的接口上。服务是描述相邻层之间关系的抽象概念。下层是服务提

13、供者、上层是服务使用者；服务的表现形式是原语操作，一般以系统调用或函数库的形式提供。系统调用是操作系统内核向网络应用程序或高层协议提供的服务原语。N层要向N+1层提供比N-1层更完善的服务。,1.1.3 网络协议的特征,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,网络层及以下各层称为通信子网，提供点到点通信，没有程序或进程的概念。传输层实现的是端到端的通信，引进了网间进程的概念，同时还要解决差错控制、流量控制、报文排序和连接管理等问题。不同的传输层协议以不同的方式向应用层提供不同的服务。网络程序开发者应了解常用网络协议的基本特征，掌握特定协议在程序中的行为方式。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1

14、面向消息的协议与基于流的协议（1）面向消息的协议面向消息的协议以消息为单位在网上传送数据，在发送端，消息一条一条地发送，在接收端，也只能一条一条地接收，每一条消息是独立的，消息之间存在着边界。保护消息边界：是指传输协议把数据当作一条独立的消息在网上传输，接收端只能接收独立的消息，即接收端一次只能接收发送端发出的一个数据包。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,图1.6 保护消息边界的数据报传输服务,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,UDP就是面向消息的，适合于交换结构化数据。,（2）基于流的协议基于流的协议不保护消息边界，将数据当作字节流连续地传输，不管实际消息边界是否存在。发送端允许系统将

15、原始消息分解成几条小消息分别发送，或把几条消息积累在一起形成大数据包发送，多次发送的数据统一编号。如果发送端连续发送数据，接收端有可能在一次接收动作中接收两个或更多的数据包。只要数据一到达，网络堆栈就开始读取并将其缓存，等待进程处理。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,图1.7 无消息边界的流传输服务,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,TCP是基于流的协议。流传输，把数据当作一串数据流，不认为数据是一个一个的消息，编程时不要忽略这一点。,2面向连接的服务和无连接的服务一个协议可以提供面向连接的服务，或者提供无连接的服务。面向连接服务，是电话系统服务模式的抽象，即每一次完整的数据传输都要经过

16、建立连接、使用连接、终止连接的过程。传输过程中数据分组不携带目的地址；TCP提供面向连接的虚电路服务，建立连接时确定通信路径，并经过协商做好通信准备。连接需要很多开销，如差错控制和流量控制。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,无连接服务，是邮政系统服务的抽象，每个分组都携带完整的目的地址，各分组在系统中独立传送。不能保证分组按序到达，不能进行分组出错的恢复与重传，不能保证传输的可靠性。通信前不需建立连接，不管接收端是否做好准备接收数据。UDP是无连接协议。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,3可靠性和次序性可靠性，保证了发送端发出的每个字节都能到达既定的接收端，不出错，不丢失，不重复，保证

17、数据的完整性，称为保证投递。次序性，是指对数据到达接收端的顺序进行处理。保护次序性的协议保证接收端收到数据的顺序就是数据的发送顺序，称为按序递交。协议的可靠性和次序性与是否面向连接密切相关，面向连接的协议可保证可靠性和次序性。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1.1.4 高效的用户数据报协议UDP,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP），是一种尽力传送的、无连接的、不保障可靠的传输服务，是一种保护消息边界的数据传输。基于UDP的应用程序在高可靠性、低延迟的网络中运行良好；在网络层的基础上只增加了端口号的支持；传输效率高，适

18、用于交易型的应用程序，如TFTP、SNMP、DNS等应用进程。,1.1.5 可靠的传输控制协议TCP,1可靠性是很多应用的基础 2TCP为应用层提供的服务TCP为应用层进程提供一个面向连接的、端到端的、完全可靠的（无差错、无丢失、无重复或失序）全双工的流传输服务。IP为TCP提供的是无连接的、尽力传送的、不可靠的传输服务，TCP为了向应用层进程提供可靠的传输服务，采取了一系列保障机制。TCP提供流传输服务，对传输数据的内部结构一无所知，只负责将字节流原封不动的传送到对方的应用进程。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,TCP被称作一种端对端（end to end）协议，因为它提供一个直接从一台

19、计算机上的应用进程到另一远程计算机上的应用进程的连接。应用进程能请求TCP构造一个连接，通过这个连接发送和接收数据，以及关闭连接。由TCP提供的连接叫做虚连接（VC），虚连接是由软件实现的。底层的因特网系统并不对连接提供硬件或软件支持，只是两台机器上的TCP软件模块通过交换消息来实现连接的虚拟。,3.TCP利用IP数据报实现了端对端的传输服务,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,图1.8 TCP是一个端到端的传输协议,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,从TCP角度来看，整个Internet是一个通信系统，能够接收和传递消息，而不会改变和干预消息的内容。,4三次握手为确保连接的建立和终止都是可

20、靠的，TCP使用三次握手（3-way handshake）的方式来建立连接,图1.9 TCP的三次握手过程,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,已证明：三次握手是在包丢失、重复和延迟的情况下确保非模糊协定的充要条件。如图所示，前两个被称为SYN段。TCP会重发丢失的SYN段。三次握手确保TCP不会打开或关闭一个连接，直到两端达成一致。创建一个连接的三次握手中，要求每一端产生一个随机32位序列号。在计算机重启后，尝试建立一个新的TCP连接时，要选择一个新的随机数，可保证不受老连接的重复或延迟包的影响。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1.2.1 基于TCP/IP协议栈的网络编程最基本的网络编

21、程方式，主要是使用各种编程语言，利用操作系统提供的套接字网络编程接口，直接开发各种网络应用程序。本门课程主要讲解这种网络编程的相关技术。直接利用网络协议栈提供的服务来实现网络应用，层次比较低，编程者自由度经较大，在利用套接字实现了网络进程通信以后，可以编写各种网络应用程序。需掌握套接字网络编程接口及应用层网络协议,1.2 三类网络编程,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1.2.2 基于WWW应用的网络编程,WWW称为万维网或Web，是因特网上最广泛的应用。基于WWW应用的网络编程技术，包括：所见即所得的静态网页制作；HTML、JavaScript等。动态服务器页面的制作。ASP、PHP、JS

22、P、J2EE、Hibernate、Spring、Struts等技术。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1关于.NET平台微软公司在2000年7月公布的，是一个全新的开发框架，集成了微软20世纪90年代后期的许多技术，如COM+组件技术、ASP Web开发框架、XML和OOP面向对象设计等。.NET支持新的Web服务协议，如简单对象访问协议（SOAP），Web服务描述语言（WSDL），统一描述、发现和集成规范（UDDI），以及以Internet为中心的理念。,1.2.3 基于.NET框架的Web Services网络编程,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,(1).NET平台有四组产品 开发

23、工具：一组语言（C#和VB.NET）、一组开发工具（Visual Studio.NET）、一个综合类库（用于创建Web服务、Web应用程序和Windows应用程序）、一个用于执行对象的公共语言运行环境（CLR）。专用服务器：.NET企业级服务器，提供关系型数据存储。Web 服务。设备：.NET驱动的数字化智能设备。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,(2)MS的.NET策略是使软件成为一种服务，除了以Web为中心外，还顺应了软件工业的趋势，包括以下几个方面：分布式计算组件化 企业级别的服务WEB 范型转移 这些都有助于互操作性、可伸缩性、易得性、可管理性指标的实现。,第一页 最后一页,吉林大

24、学软件学院,(3).NET平台由三层软件构成顶层是全新的开发工具VS.NET：用于开发Web服务和其他应用程序，支持4种语言和跨语言调试的集成开发环境。中间层包括三部分：.NET服务器.NET服务构件.NET框架底层是WINDOWS操作系统。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,(4).NET框架的设计要支持的目标 简化组件的使用；实现语言的集成；支持Internet的互操作；简化软件的开发；简化组件的部署；提高可靠性；提高安全性。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,2关于Web服务什么是Web服务？Web服务是松散耦合的可复用的软件模块，在Internet上发布后，能通过标准的Intern

25、et 协议在程序中访问，具有以下的特点：（1）可复用；（2）松散耦合；（3）封装了离散；（4）Web服务可以在程序中访问；（5）Web服务在Internet上发布。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,Web服务用发现机制来定位服务,实现松散耦合。Web服务发现，是定位或发现特定的Web服务文档的过程，文档用Web服务描述语言（WSDL）来描述。Web服务发现通过.disco文件实现，当一个Web服务出现后，为之发布一个.disco文件，是一个XML文档，其中包括指向描述Web服务的其他信息资源的链接。程序可以动态的使用这些链接获取说明文档，最终得知Web服务的详细信息。,第一页 最后一页,吉

26、林大学软件学院,Web服务的基本结构：Web服务目录，发布Web服务提供者能够提供的Web服务，供客户查找；Web服务发现，统一描述、发现和集成规范UDDI定义了一种发布和发现Web服务相关信息的标准方法；Web服务描述，Web服务的基本结构建立在通过基于XML的消息进行通信的基础上，而消息必须遵守Web服务描述的约定，是一个用WSDL表示的XML文档，定义Web服务可以理解的消息格式。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,Web服务建立在3个角色的交互上，交互的内容包括3个操作。3个角色：服务的提供者、注册处和请求者；3个操作：发布、查找和绑定。这些角色和操作都围绕Web服务本身和服务说明两

27、个产品展开。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,Web服务的运行机理：服务提供者有一个可以通过网络访问的软件模块，即Web服务的实现，并为此Web服务定义了服务描述，并把它发布给服务的请求者或服务的注册处；服务请求者用查找操作从本地或注册处得到服务描述，并使用描述中的信息与服务提供者实现绑定，然后与Web服务交互，调用其中的操作。服务提供者和服务请求者是Web服务的逻辑基础，一个Web服务即可以是提供者也可以是请求者。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,服务提供者从商业的角度来说是服务的拥有者，从Web服务的架构来说是拥有服务的平台；服务请求者是需要某种功能的商业机构，从商业的角度来说是查

28、找调用服务的应用程序，包括人使用的浏览器，或无用户界面的应用程序。服务注册处从Web服务的架构来说是供服务提供者发布服务描述的地方，供请求者找到服务以及与服务绑定的信息，包括开发时的静态绑定和运行时的动态绑定。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,Web服务开发的生命周期，包括4个阶段：创建，开发测试Web服务的实现，包括服务接口描述的定义和服务实现描述的定义；安装，把服务接口和服务实现的定义发布到服务请求者或服务注册处，把服务的可执行程序放到Web服务器的可执行环境中；运行，Web服务等待调用请求，被不同的请求者通过网络访问或调用，服务请求者此时可以查找或绑定操作。管理，对Web服务应用程序

29、进行监督、检查和控制，包括安全性、性能和服务质量管理等。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,本节着重于因特网上的高级服务，以及提供这些服务的应用软件。讨论网络应用软件的客户/服务器交互模式，并说明网络协议操作的方式为什么需要这种模式。这是构筑所有网络应用的基础。,1.3 客户/服务器交互模式,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1.3.1 网络应用软件的地位和功能,因特网仅仅提供一个通用的通信构架，它只负责传送信息。而对于信息传过去干什么用？利用因特网究竟提供什么服务？由哪些计算机来运行这些服务？如何确定服务的存在？如何使用这些服务等等问题？都要由应用软件和用户解决。计算机能够利用因特网提供

30、什么服务？何时启动这些服务？都需要高层应用软件及用户决定。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1.3.2 客户/服务器模式,网络应用进程通信时，普遍采用客户/服务器交互模式，简称C/S模式。这是因特网上应用程序最常用的通信模式。C/S模式的建立基于以下两点：客户与服务器之间的关系是非对等的，服务器提供资源，客户机请求共享这些资源；网间进程通信是完全异步的，互相通信的进程间既不存在父子关系，又没有共享内存缓冲区，需要一种机制为二者间的数据交换提供同步.,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1、服务器的工作过程C/S模式过程中服务器处于被动服务的地位。服务器要先启动，并根据客户请求提供相应服务：

31、打开一通信通道，并告知服务器所在的主机，并愿意在某一公认的地址上（熟知知端口，如FTP为21）接收客户请求。等待客户的请求到达该端口。服务器接收到服务请求，处理该请求并发送应答信号。为了能并发地接收多个客户的服务请求，要激活一个新进程或新线程来处理这个客户请求(如UNIX系统中用fork、exec)。服务完成后，关闭此新进程与客户的通信链路并终止.返回第二步，等待并处理另一客户请求。在特定的情况下，关闭服务器。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,2、客户端的工作过程客户方采取的是主动请求方式：打开一通信通道，并连接到服务器所在主机的特定监听端口。向服务器发送请求报文，等待并接收应答；继续提出

32、请求，与服务器的会话按照应用协议进行。请求结束后，关闭通信通道并终止。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,表1.2 一些著名的网络应用,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,客户端软件的特点服务器端软件的特点基于因特网的C/S模式的应用程序的特点,1.3.3 客户与服务器的特性,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1客户端软件特点在进行网络通信时临时成为客户，但它也可在本地进行其他的计算。被用户调用，只为一个会话运行。在打算通信时主动向远地服务器发起通信。能访问所需的多种服务，但在某一时刻只能与一个远程服务器进行主动通信。主动地启动与服务器的通信。在用户的计算机上运行，不需要特殊的硬件和很复杂

33、的操作系统。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,2服务器软件的特点是一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地客户的请求。当系统启动时即自动调用，并且连续运行着，不断地为多个会话服务。接受来自任何客户的通信请求，但只提供一种服务。被动地等待并接受来自多个远端客户的通信请求。在共享计算机上运行，一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,3基于因特网的C/S模式的应用程序的特点客户和服务器都是软件进程，C/S模式是网络上通过进程通信建立分布式应用的常用模型。非对称性：服务器通过网络提供服务，客户通过网络使用服务，这种不对称性体现在软件结构和工作过程上。

34、对等性：客户和服务器必有一套共识的约定，必与以某种应用层协议相联，并且协议必须在通信的两端实现。比如浏览器和3W服务器就都基于HTTP超文本传输协议。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,服务器的被动性：服务器必须先行启动，时刻监听，日夜值守，及时服务，只要有客户请求，就立即处理并响应，回传信息。但决不主动提供服务。客户机的主动性：客户机可以随时提出请求，通过网络得到服务，也可以关机走人，一次请求与服务的过程是由客户机首先激发的。一对多：一个服务器可以为多个客户机服务，客户机也可以打开多个窗口，连接多个服务器。分布性与共享性：资源在服务器端组织与存储，通过网络分散在多个客户端使用。,第一页 最

35、后一页,吉林大学软件学院,1服务器程序与服务器类计算机服务器（server）这个术语来指那些运行着的服务程序。服务器类计算机（server-class computer）这一术语来称呼那些运行服务器软件的强大的计算机。,1.3.4 容易混淆的术语,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,2客户与用户“客户”(client)和服务器都指的是应用进程，即计算机软件。“用户”(user)指的是使用计算机的人。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,图1.10 用户、客户、服务器、服务器类计算机,客户与服务器的通信过程一般是这样的：通信之前，服务器应先行启动，并通知它的下层协议栈做好接收客户请求的准备，然后

36、被动地等待客户的通信请求，称服务器处于监听状态。一般是先由客户向服务器发送请求，服务器向客户返回应答。客户随时可以主动启动通信，向服务器发出连接请求，服务器接收这个请求，建立了二者的通信关系。客户与服务器的通信关系一旦建立，客户和服务器都可发送和接收信息。信息在客户与服务器之间可以沿任一方向或两个方向传递。在某些情况下，客户向服务器发送一系列请求，务器相应地返回一系列应答。,1.3.5 客户与服务器的通信过程,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1.3.6 网络协议与C/S模式的关系,客户与服务器作为两个软件实体，它们之间的通信是虚拟的，是概念上的，实际的通信要借助下层的网络协议栈来进行。网络

37、应用进程与应用层协议间的关系：为了解决具体应用问题而彼此通信的进程，称为网络应用进程；应用层协议并不解决任何具体问题，而是规定了网络应用进程通信时必须遵守的约定。应用层协议在网络应用进程之下，并为网络应用进程服务，帮助应用进程组织数据。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,1.3.7 错综复杂的C/S交互,在C/S模式中，存在着三种一个与多个的关系：一个服务器同时为多个客户服务；一个用户的计算机上同时运行多个连接不同服务器的客户；一个服务器类的计算机同时运行多个服务器。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,图1.11 一台计算机中的多个服务器被多个计算机的客户访问,第一页 最后一页,吉林大学软

38、件学院,1.3.8 服务器如何同时为多个客户服务,并发性是客户服务器交互模式的基础，并发允许多个客户获得同一种服务，而不必等待服务器完成对上一个请求的处理。这样才能很好地同时为多个客户提供服务。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,图1.12 服务器创建多个线程来为多个客户服务,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,在一台服务器类的计算机中可以并发地运行多个服务器进程。它们都要借助协议栈来交换信息，协议栈就是多个服务器进程传输数据的公用通道，这有了一个问题，既然在一个服务器类计算机中运行着多个服务器，如何能让客户无二义性地指明所希望的服务？,1.3.9 标识一个特定服务,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,图1.13 沙漏计时器形状的TCP/IP协议族,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,这个问题由传输协议栈提供的一套机制来解决。这种机制必须赋给每个服务一个唯一的标识，并要求服务器和客户都使用这个标识。当服务器开始执行时，它在本地的协议栈软件中登记，指明它所提供的服务的标识。当客户与远程服务器通信时，客户在提出请求时，通过这个标识来指定所希望的服务。客户端机器的传输协议栈软件将该标识传给服务器端机器。服务器端机器的传输协议栈则根据该标识来决定由哪个服务器程序来处理这个请求。,第一页 最后一页,吉林大学软件学院,