网络编程实习报告

[实习目的]
     通过理论联系实际，巩固所学的知识，提高处理实际问题的能力，并为自己能顺利与社会环境接轨做准备。[实习任务]Linux下网络服务器开发（基于C语言）；本文总结了我对Linux下网络服务器模型的认识。[实习内容]一.循环服务器1.循环服务器在同一个时刻只可以响应一个客户端的请求，对多个客户程序的处理是采用循环的方式进行； 2. UDP循环服务器的实现非常简单:UDP服务器每次从套接字上读取一个客户端的请求,处理, 然后将结果返回给客户机；2.1.算法如下（UDP服务器）：     socket(...);
　　 bind(...);
　　 while(1)
　　 {
　　    recvfrom(...);
　　    process(...);
　　    sendto(...);
　　 }3. TCP循环服务器的实现也不难:TCP服务器接受一个客户端的连接,然后处理,完成了这个客户的所有请求后,断开连接；3.1. 算法如下（TCP服务器）: 　　
　　 socket(...);
　　 bind(...);
　　 listen(...);
　　 while(1)
　　 {
　　     accept(...);
　　     while(1)
　　    {
　　       read(...);
　　       process(...);write(...);
　　    }
　　    close(...);
　　 }3.2. TCP循环服务器一次只能处理一个客户端的请求.只有在这个客户的所有请求都满足后, 服务器才可以继续后面的请求.这样如果有一个客户端占住服务器不放时,其它的客户机都不能工作了.因此,TCP服务器一般很少用循环服务器模型的.                                            二. 并发服务器1. 为了弥补循环TCP服务器的缺陷,人们又想出了并发服务器的模型。 并发服务器的思想是每一个客户机的请求并不由服务器直接处理,而是服务器创建一个 子进程来处理；2.使用并发服务器可以使服务器进程在同一个时刻有多个子进程和不同的客户程序连接、通信；在客户程序看来，服务器可以同时并发地处理多个客户的请求； 3.算法如下（TCP服务器）：socket(...);
  bind(...);
  listen(...);
  while(1)
  {
        accept(...);
        if(fork(..)==0)
        {
             close(...);while(1)
              {         
 read(...);
                  process(...);
                  write(...);
               }
               close(...);
               exit(...);
         }
        close(...);
  }  4. TCP并发服务器可以解决TCP循环服务器客户机独占服务器的情况，改善了对客户程序的响应速度； 不过也同时带来了一个不小的问题：为了响应客户机的请求,服务器要创建子进程来处理， 而创建子进程是一种非常消耗资源的操作，这明显增加了系统调度的开销；5. 为了解决创建子进程带来的系统资源消耗,人们又想出了多路复用I/O模型.5.1.该模型一般用函数select和相关的四个宏定义：int select(int fd,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *exceptfds,struct timeval *timeout)
 void FD_SET(int fd,fd_set *fdset)
 void FD_CLR(int fd,fd_set *fdset)
 void FD_ZERO(fd_set *fdset)
 int FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset)5.2. 一般的来说当我们在向文件读写时,进程有可能在读写时候阻塞,直到一定的条件满足. 比如我们从一个套接字读数据时,可能缓冲区里面没有数据可读(通信的对方还没有 发送数据过来),这个时候我们的读调用就会等待(阻塞)直到有数据可读.如果我们不 希望阻塞,我们的一个选择是把socket设置为非阻塞模式来实现；int socketfd;socketfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);fcntl(socketfd,F_SETFL,O_NONBLOCK);通过设置socket为非阻塞模式，可以实现“轮循”多个socket，当企图从一个没有数据等待处理的非阻塞socket读取数据时，函数立即返回，但是这种“轮循”会使CPU处于忙等待方式，降低了性能，select函数解决了这个问题；5.3. 在我们调用select时进程会一直阻塞直到以下的一种情况发生. 1)有文件可以读.2)有文件可以写.3)超时所设置的时间到；5.4.算法如下（多路复用I/O模型）：     初始化(socket,bind,listen);        
 while(1)
 {   设置监听读写文件描述符(FD_*);         
        调用select;         
        如果是倾听套接字就绪,说明一个新的连接请求建立       
        建立连接(accept);
       加入到监听文件描述符中去;       
否则说明是一个已经连接过的描述符
       进行操作(read或者write); } 
多路复用I/O可以解决资源限制的问题.着模型实际上是将UDP循环模型用在了TCP上面. 这也就带来了一些问题.如由于服务器依次处理客户的请求,所以可能会导致有的客户 会等待很久。                            三．I/O模型1.网络服务器模型根据I/O模型的不同实现而来的；2. I/O模型分为同步I/O和异步I/O；同步I/O又包括阻塞I/O、非阻塞I/O、信号驱动I/O、多路复用I/O；可根据不同的要求利用不同的I/O模型实现不同是网络服务器。 [实习心得]    通过近几个月的实习，基本上掌握了Linux下C语言网络编程的一些算法和技巧，提高了自己的能力。 专业：计算机网络技术    班级：03631     学号：63103089           姓名：吕亮亮——XX.05.23