话题回到“黑社会办公室”的例子,讲概念已经扯得比较远了,不过,这一节我们还得讲概念,不过好在有些程序的例子。如果大家不想翻回去看TcpServer类的原型,我这里直接给出这个头文件的完整源代码:

C++代码
  1. //Filename: TcpServerClass.hpp  
  2.   
  3. #ifndef TCPSERVERCLASS_HPP_INCLUDED  
  4. #define TCPSERVERCLASS_HPP_INCLUDED  
  5.   
  6. #include <unistd.h>  
  7. #include <iostream>  
  8. #include <sys/socket.h>  
  9. #include <arpa/inet.h>  
  10.   
  11. class TcpServer  
  12. {  
  13. private:  
  14.     int listenSock;  
  15.     int communicationSock;  
  16.     sockaddr_in servAddr;  
  17.     sockaddr_in clntAddr;  
  18. public:  
  19.     TcpServer(int listen_port);  
  20.     bool isAccept();  
  21.     void handleEcho();  
  22. };  
  23.   
  24.   
  25. #endif // TCPSERVERCLASS_HPP_INCLUDED  

       我们已经解释了为什么listenSock和communicationSock的类型是int,以及sockaddr_in是什么结构,现在来写这个类的构造函数:

C++代码
  1. TcpServer::TcpServer(int listen_port)  
  2. {  
  3.     if ( (listenSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0 ) {  
  4.         throw "socket() failed";  
  5.     }  
  6.   
  7.     memset(&servAddr, 0, sizeof(servAddr));  
  8.     servAddr.sin_family = AF_INET;  
  9.     servAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  
  10.     servAddr.sin_port = htons(listen_port);  
  11.   
  12.     if ( bind(listenSock, (sockaddr*)&servAddr, sizeof(servAddr)) < 0 ) {  
  13.         throw "bind() failed";  
  14.     }  
  15.   
  16.     if ( listen(listenSock, 10) < 0 ) {  
  17.         throw "listen() failed";  
  18.     }  
  19. }  

       好,先看看程序培养一下感觉,我们还得说概念。

       数据封装(Data Encapsutation) 

       我们前面说到了网络分层:链路——网络——传输——应用。数据从应用程序里诞生,传送到互联网上每一层都会进行一次封装:

       Data>>Application>>TCP/UDP>>IP>>OS(Driver, Kernel & Physical Address)

       我们用socket重点描述的是协议,包括网络协议(IP)和传输协议(TCP/UDP)。

       sockaddr重点描述的是地址,包括IP地址和TCP/UDP端口。

       socket()函数

       我们从TcpServer::TcpServer()函数可以看到,socket和sockaddr的产生是可以相互独立的。socket()的函数原型是:

       int socket(int protocolFamily, int type, int protocol);

       在Linux中的实现为:

C++代码
  1. #include <sys/socket.h>  
  2.   
  3. /* Create a new socket of type TYPE in domain DOMAIN, using 
  4.    protocol PROTOCOL.  If PROTOCOL is zero, one is chosen automatically. 
  5.    Returns a file descriptor for the new socket, or -1 for errors.  */  
  6. extern int socket (int __domain, int __type, int __protocol) __THROW;  

       第一个参数是协议簇(Linux里面叫作域,意思一样的),还是那句话,我们这篇教程用到的就仅仅是一个PF_INET(protocol family : internet),很多时候你会发现人们也经常在这里赋值为AF_INET,事实上,当前,AF_INET就是PF_INET的一个#define,但是,写成PF_INET从语义上会更加严谨。这也就是TCP/IP协议簇中的IP协议(Internet Protocol),网络层的协议。

       后面两个参数定义传输层的协议。

       第二个参数是传输层协议类型,我们教程里用到的宏,只有两个:SOCK_STREAM(数据流格式)和SOCK_DGRAM(数据报格式);(具体是什么我们以后讨论)

       第三个参数是具体的传输层协议。当赋值为0的时候,系统会根据传输层协议类型自动匹配和选择。事实上,当前,匹配SOCK_STREAM的就是TCP协议;而匹配SOCK_DGRAM就是UDP协议。所以,我们指定了第二个参数,第三个就可以简单的设置为0。不过,为了严谨,我们最好还是把具体协议写出来,比如,我们的例子中的TCP协议的宏名称:IPPROTO_TCP。

       数据的“地址”

       从数据封装的模型,我们可以看到数据是怎么从应用程序传递到互联网的。我们说过,数据的传送是通过socket进行的。但是socket只描述了协议类型。要让数据正确的传送到某个地方,必须添加那个地方的sockaddr地址;同样,要能接受网络上的数据,必须有自己的sockaddr地址。

       可见,在网络上传送的数据包,是socket和sockaddr共同“染指”的结果。他们共同封装和指定了一个数据包的网络协议(IP)和IP地址,传输协议(TCP/UDP)和端口号。

       网络字节和本机字节的相互转换

       sockaddr结构中的IP地址(sin_addr.s_addr)和端口号(sin_port)将被封装到网络上传送的数据包中,所以,它的结构形式需要保证是网络字节形式。我们这里用到的函数是htons()和htonl(),这些缩写的意思是:

       h: host,主机(本机)

       n: network,网络

       to: to转换

       s: short,16位(2字节,常用于端口号)

       l: long, 32位(4字节,常用于IP地址)

       “反过来”的函数也是存在的ntohs()和ntohl()。

       动作与持续行为

       本节最后的一个概念可以跟计算机无关。作为动词,有些可以描述动作,有些是描述一重持续的行为状态的(就如同一般动词和be动词一样)。扯到C++来说,我们可以把持续行为封装到函数内部,只留出动作的接口。事实上,构造函数中的bind()和listen()就是这种描述持续状态的行为函数。

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2015年6月4日
作者:鸡啄米 分类:软件开发 浏览: 注册送白菜网:1