局域網(wǎng)上的點對點通信

　

　　 摘要:本文討論了在局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,實現(xiàn)工作站之間的實時通信的三種方法.重點介紹了基于NetBIOS 及TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)工作站之間的點對點通信(Peer to Peer), 并給出了設(shè)計的應(yīng)用程序?qū)嵗?

　　 關(guān)鍵詞:局域網(wǎng) 點對點通信 NetBIOS TCP/IP IPX/SPX

　

一? 引 言

　　 在信息化社會里,人們都希望以快速簡的方法獲取信息,計算機網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),使人們的這個想法得以實現(xiàn).通過計算機網(wǎng)絡(luò),人們可以方便地實現(xiàn)通訊和共享資源:計算機網(wǎng)絡(luò)使信息傳播和信息處理加工的設(shè)備和工具空前緊密地結(jié)合在一起,這種技術(shù)的進步和發(fā)展對提高人類社會信息化水平有著巨大的推動作用.

　　 但在實際的計算機網(wǎng)絡(luò)中,往往需要互連來自不同廠家的機器,要具備異 種機的互聯(lián)能力.由于各廠家的機器有其各自的總線結(jié)構(gòu),文件系統(tǒng),輸入輸出系統(tǒng)和采用的字符集等,因而使這種互聯(lián)成為一件十分困難的事情.

　　 另外,從局域網(wǎng)的運行情況來看,以Novell Netware網(wǎng)絡(luò)為例,文件服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)的核心,其上運行Netware操作系統(tǒng)軟件,為網(wǎng)上工作站提供共享資源與服務(wù).因此,文件服務(wù)器的好壞對網(wǎng)絡(luò)的性能極其重要.隨著網(wǎng)絡(luò)的擴大,連接的工作站增多,服務(wù)請求也迅速增加,服務(wù)器的負載也相應(yīng)加重,服務(wù)器有可能成為網(wǎng)絡(luò)工作的"瓶莖".

　　 針對上述情況,本文利用網(wǎng)絡(luò)上的點點通信思想,在不使用服務(wù)器的情況下實現(xiàn)不同工作站之間的文件傳輸和共享打印.

　

二? 局 域 網(wǎng) 概 述

　　 隨著微型計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和日益成熟,微型計算機的價格在不斷下降,因此人們有條件的將十幾臺微機,外設(shè)依網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議連接起來,形成局域網(wǎng)(Local Area Network).它具有以下幾個特點:

　　 1) 采用基帶傳輸,傳輸速度較高.

　　 2) 網(wǎng)絡(luò)覆蓋地域較小,可不用調(diào)制解調(diào)器.

　　 3) 傳輸誤碼率低.

　　 局域網(wǎng)的功能概括起來可歸為以下幾點:

　　 1) 資源共享.包括大容量硬盤,高速打印機,數(shù)據(jù)及軟件.

　　 2) 電子郵件系統(tǒng).

　　 3) 使用分布處理實現(xiàn)負載均衡.

　　 機算機網(wǎng)絡(luò)中對于各種約定做了如下定義:將機算機網(wǎng)絡(luò)同等層間的通信約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議.將不同層的通信約定稱為接口.到目前為止最有代表性的網(wǎng)絡(luò)分層模型有兩種.其一為國際標準化組織(ISO)所提出的開放系統(tǒng)互連(OSI)七層協(xié)議參考模型,其二為美國電氣與電子工程師學會(IEEE)802委員會所提出的參考模型.

　　 (一) ISO/OSI七層協(xié)議及參考模型

　　 OSI參考模型的七層分層結(jié)構(gòu)如圖1所示.該模型是按邏輯組合功能來分層的,上一層是建立在下一層的基礎(chǔ)上,較高層向較低層提供服務(wù)請求,而較低層為較高層提供服務(wù).所謂開放系統(tǒng)是指按照這種模型所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)是可以互連的,是彼此開放的,從而便于世界各地的網(wǎng)絡(luò)互連.

　　 OSI模型各層定義如下:

　　? 應(yīng)用層　　　　　　 網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件在此層運行.

　　? 表示層　　　　　　 輔助用戶執(zhí)行諸如文間傳送,程序運行等任務(wù).

　　? 會話層　　　　　　 管理低層與用戶之間的連接,是用戶到網(wǎng)絡(luò)的接口.

　　? 傳輸層　　　　　　 檢查網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的完整性,必要時將數(shù)據(jù)分組調(diào)整到正確的位?? 置.設(shè)置分組題頭,以便將數(shù)據(jù)組發(fā)送到目的地.

　　? 網(wǎng)絡(luò)層　　　　　　 以分組形式,選擇路徑發(fā)送數(shù)據(jù).各分組要穿過兩個低層到達目的地.

　　? 數(shù)據(jù)鏈路層　　　　 管理網(wǎng)絡(luò)接口處的輸入/輸出.對原始數(shù)據(jù)進行組織和檢察.

　　? 物理層　　　　　　 定義在網(wǎng)絡(luò)電纜連接及接線中用的規(guī)則與協(xié)議.包括例行聯(lián)絡(luò)處理及傳輸規(guī)范,還定義了使用的電纜類型及連接器.

　　 (二) IEEE 802標準局域網(wǎng)絡(luò)參考模型

　　 IEEE 802標準遵循ISO/OSI參考模型的原則,解決了最低兩層----物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能以及與網(wǎng)絡(luò)層的接口服務(wù),網(wǎng)際互連有關(guān)的高層功能,IEEE 802 LAN 參考模型與ISO/OSI 參考模型的對應(yīng)關(guān)系如圖3所示.

　　 1 IEEE 802 的五個標準文件

　　? IEEE ( Institute of Electical and Electronics Engincers ),即電氣和電子工程師學會,它是一個專業(yè)性質(zhì)的學會.它對OSI模型的低兩層即物理層及數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議標準進行了大量的研究.IEEE 802標準制定目的是為了在不同的廠商所制造的設(shè)備間具有兼容性,從而為使用該網(wǎng)絡(luò)的用戶和設(shè)備制造者在付出較小的代價后就能順利地在這些設(shè)備間進行通信.該學會在經(jīng)過多年的研究和修訂,于1984年正式提出了局域網(wǎng)標準的五個標準文件.

　　 IEEE 802.1　　　　 它闡述了802方案與ISO互連參考模型間的關(guān)系.

　　 IEEE 802.2　　　　 邏輯鏈路控制標準.

　　 IEEE 802.3　　　　 采用CSMA/CD訪問的總線結(jié)構(gòu)標準.

　　 IEEE 802.4　　　　 采用令牌訪問方法的總線結(jié)構(gòu)標準.

　　 IEEE 802 各標準間的關(guān)系如圖2所示.

　　 2 IEEE 802 LAN 標準局域絡(luò)參考模型?

　　 從對ISO參考模型的討論中以然清楚的了解到物理層,數(shù)據(jù)鏈路層及網(wǎng)絡(luò)層共同完成了報文分組的傳輸功能,因此物理層,數(shù)據(jù)鏈路層是必不可少的.但考慮到局域網(wǎng)絡(luò)的特點,IEEE 802對OSI參考模型作了修正.IEEE 802將數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個子層,即邏輯鏈路子層(LLC)和介質(zhì)訪問控制子層(MAC).在MAC子層中CSMA/CD,令牌總線(Token Bus),令牌環(huán)(Token Ring)等幾種介質(zhì)訪問控制方式.在數(shù)據(jù)鏈路層同網(wǎng)絡(luò)層的接口設(shè)置了服務(wù)訪問點(SAP).

　

三? 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 及 實 例

　　 (一) 進程通信

　　 進程,指程序的一次執(zhí)行.進程通信指各進程之間共享資源,相互進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒔粨Q方式.OSI的傳輸層為進程通信提供了服務(wù).

　　 進程通信的實現(xiàn)方法:

　　 1) 建立和拆除進程間的連接

　　 2) 信息傳遞與控制

　　 (二) 點對點通信

　　 從OSI參考模型的應(yīng)用層來看,可認為網(wǎng)絡(luò)是由工作站和服務(wù)器組成的,但從傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層的角度看,工作站和服務(wù)器沒有本質(zhì)的區(qū)別,它們都是連接到網(wǎng)絡(luò)上的一臺機器,都可以用網(wǎng)絡(luò)地址或名稱來代替.它們之間的通信,就是所謂的點對點通信,也叫對等通信.在局域網(wǎng)上,點點通信意味著兩個工作站可以直接對話而不用經(jīng)過文件服務(wù)器中轉(zhuǎn).

　　 (三) 實例:? Windows 95的點對點網(wǎng)絡(luò)通信功能:

　　 Windows 95操作系統(tǒng)的Network Neighborhood(網(wǎng)絡(luò)鄰居)的三個重要的部分是:Netware的客戶服務(wù),點對點對等服務(wù),Internet或/TCP/IP服務(wù).

　　 在Windows 95內(nèi)建的點對點對等網(wǎng)絡(luò)功能,可以很容易地在一個小 工作組內(nèi)共享文間和打印機,而不用文件服務(wù)器.Windows 95 比Windows for workgroup3.11最具特色的功能之一是:它有一個大大改進的安全方案,每個用戶即可以在用戶級又可以在資源級共享文件和打印機等資源.

　　 在Windows 95下,點對點的對等網(wǎng)絡(luò)具有更大的靈活性,因為它可在Netware多用戶(運行于IPX/SPX或TCP/IP協(xié)議下)之間建立點對點對等連接.Windows 95 能做Windows for workgroup 客戶能做的每件事,還可以做得更好.

　　 無論用戶選用什么樣的平臺,他們都可以利用Network Neighborhood非常方便地瀏覽網(wǎng)絡(luò)資源.用戶選中工作臺面上的一個圖標即可直接進入Network Neiborhood工作窗口,此后,用戶不關(guān)心網(wǎng)絡(luò)連接,驅(qū)動器映像,打印機隊列等工作,即可連接到任意類型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,瀏覽服務(wù)器中的文件或其它共享資源.

　　 安裝對等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能具體是這樣的,從Control Panel中打開Network對話窗口,移動其中的Configuration標簽,點中add按扭后,在彈出窗口中選擇Client.此后,會彈出一個Select Network Client(選擇網(wǎng)絡(luò)客戶)的對話窗口,選中其中的Client for Microsoft Network后,點OK按扭.重新啟動機器后,在Network Neighbour hood中將顯示同一工作組中共享文件的所有客戶.同時,在Network Neighborhood中也列出了網(wǎng)絡(luò)中的Microsoft,Warp Connect以及IBM LAN Server域名,Microsoft工作組和Netware通過使用全局命名規(guī)則(Universal Naming Convention,UNC)而不是通過驅(qū)動器映射到的Netware網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器.

　　 文件共享在Configuration標簽中設(shè)置File and Print Sharing(文件與打印共享)選擇項,然后在Access Control(訪問控制)標簽中選中Share Level Access Control項,為了配置共享選擇項,必須返回到Desk top或Explorer中,用鼠標右鍵在準備共享資源(如鍵盤,光驅(qū))上點一下.此后,會彈出一共享設(shè)置Sharing對話框.如使用Netware網(wǎng)絡(luò),那么結(jié)果是:要么網(wǎng)絡(luò)中其他用戶都可以訪問你的共享文件,要么無人可訪問.

　

四? 點 對 點 通 信 的 實 現(xiàn)

　　 局域網(wǎng)中工作站之間的通信程序的開發(fā)一般通過四種途徑:第一種是通過改造網(wǎng)絡(luò)原有通信軟件來實現(xiàn).但這種改造必須以對該軟件充分了解為基礎(chǔ),否則改造后很難保證不影響網(wǎng)絡(luò)的整體性能,甚至會造成系統(tǒng)運行不可靠,而改造后的通信質(zhì)量不一定理想.第二種是利用Novell網(wǎng)本身的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IPX/SPX來實現(xiàn),由于這種方法開發(fā)比較麻煩,采用的并不多.第三種是通過NetBIOS功能調(diào)用來實現(xiàn),NetBIOS是PC LAN的通信接口標準,廣泛適用于多種微機網(wǎng)絡(luò),使得以它為基礎(chǔ)的設(shè)計和應(yīng)用開發(fā)可移植性好.它不依賴于任何網(wǎng)絡(luò)硬件,是一個介于網(wǎng)絡(luò)硬件和用戶應(yīng)用程序之間的接口協(xié)議.其通信原理是:兩個要進行通信的工作站通過名字建立一個虛電路,然后向相應(yīng)的虛電路號發(fā)送或接收信息,這樣通過虛電路實現(xiàn)了兩個工作站之間的對等通信.利用NetBIOS實現(xiàn)工作站之間的實時通信,功能比較強,編程實現(xiàn)比較容易,所以應(yīng)用比較廣泛.第四種是通過TCP/IP協(xié)議來實現(xiàn).下面我們將詳細討論各種技術(shù)的實現(xiàn).

　　 (一) 基于IPX/SPX 的實現(xiàn)技術(shù)

　　 由于IPX/SPX不能支持多協(xié)議之間的通信,因此本文略之.

　　 (二) 基于NetBIOS的編程接口

　　 NetBIOS是Network Basic Input/Output System 的縮寫,即網(wǎng)絡(luò)基本輸入輸出系統(tǒng),它是一種應(yīng)用程序的接口.用戶可以調(diào)用各種NetBIOS功能,而無需涉及到各種最低層的通信協(xié)議,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)源地與數(shù)據(jù)目的地之間的信息交換.

　　 1 NetBIOS概述

　　 NetBIOS是IBM公司于1984年首次推出的.它可以支持各種著名的通信協(xié)議,如TCP/IP,MAP/TOP,XNS,IEEE和OSI等,不僅適用于DOS環(huán)境,還可以用在UNIX,OS/2,WINDOWS環(huán)境.

　　 NetBIOS作為一種網(wǎng)絡(luò)支撐軟件,在ISO的開放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)模型中的位置如圖3所示.

　　 2 NetBIOS的基本概念

　　 命令

　　 NetBIOS的功能是由執(zhí)行一系列命令來完成的.有Wait和No_wait兩種形式.

　　 名字

　　 NetBIOS是一種按名字工作的系統(tǒng),每一網(wǎng)絡(luò)工作站和服務(wù)器都有一個(或幾個)名字,每個節(jié)點還有一個永久節(jié)點名,它是在網(wǎng)絡(luò)適配卡上的6字節(jié)網(wǎng)絡(luò)地址前面再添上10個字節(jié)0構(gòu)成.

　　 數(shù)據(jù)報和會話

　　 數(shù)據(jù)報是一種無連接的服務(wù),即各個數(shù)據(jù)報之間互相獨立,單獨傳送.在網(wǎng)絡(luò)上任意兩個名字之間可以建立一個會話,或多個會話.

　　 網(wǎng)絡(luò)控制塊(NCB)

　　 應(yīng)用程序調(diào)用NetBIOS命令,必須先構(gòu)造一塊網(wǎng)絡(luò)控制塊(NCB),然后執(zhí)行一次5CH中斷.

　　 信息幀

　　 在網(wǎng)絡(luò)中傳遞的信息是以幀的形式組織的.NetBIOS根據(jù)用戶的命令,NCB以及它所知道的有關(guān)會話和名字的情況自動生成和管理信息幀,用戶不必直接過問.

　　 服務(wù)器報文塊

　　 3 NetBIOS設(shè)計要點

　　 在設(shè)計兩個或多個工作站之間對話的時候,要注意處理好以下幾個問題:

　　 1) 選擇通信方式

　　 網(wǎng)絡(luò)中的通信可以采用數(shù)據(jù)報方式,也可以采用會話方式.

　　 會話方式的特點是由通信協(xié)議保證每一報文能夠正確地送到目的地.如果報文在傳送過程中發(fā)生了差錯,則通信協(xié)議會自動地進行重發(fā),加以改正.而且,如果你發(fā)出的報文不止一個,那么通信協(xié)議還能夠保證接收到的報文次序和發(fā)送時的次序一致.這些保證都是對用戶應(yīng)用程序透明地進行的,用戶完全不需操心.但是,會話方式的主要缺點是過程比較復(fù)雜,在發(fā)送報文之前先要建立會話,送完報文之后又要撤除會話.因此,會話方式比較適合于點到點的多次往復(fù)式的對話.

　　 數(shù)據(jù)報的特點正相反.它是把每一個報文作為一個獨立的數(shù)據(jù)報處理,從而免除了建立和撤除會話的麻煩.但正因如此,它不能保證接收到的報文次序和發(fā)送次序一致,甚至不能保證每一個報文都能夠正確無誤地達到收方.在報文丟失或發(fā)生錯誤時,系統(tǒng)不向發(fā)送方提供出錯信息.如果你所設(shè)計的對話環(huán)境由一系列互不相關(guān)的報文組成,或者每次對話都很簡單,那么采用數(shù)據(jù)報傳送可以大大加快對話的速度.另外,如果用數(shù)據(jù)報傳送比較重要的報文,為了防止差錯和丟失,可以在應(yīng)用程序中為報文加上查錯和序號功能.

　　 2) 選擇命令返回方法

　　 執(zhí)行NetBIOS命令可以采用等待方式和非等待方式.對于非等待方式,又可以有兩種不同的做法:一種是輪詢方法,即循環(huán)檢查網(wǎng)絡(luò)控制塊(NCB)中的最終返回代碼字段,當它的值從0xFF變?yōu)槠渌禃r,表示該命令執(zhí)行完畢. 另一種是異步事件處理方法,即告訴NetBIOS,在當前命令執(zhí)行完畢后存放在NCB的POST程序地址字段中的程序指針,繼續(xù)執(zhí)行一個指定的程序段.需要指出的是,這兩種做法雖然難易程度不同,但都是在后臺進行.對于前后操作,都是立即返回用戶程序,不必等待命令完成.它們的主要差別在于對網(wǎng)絡(luò)負荷的影響.比如,一個工作站發(fā)出一條命令,要求另一個工作站執(zhí)行一項比較費時的任務(wù).如果這個工作站采用輪詢方式,持續(xù)不斷地詢問對方是否完成,就會極大地增加網(wǎng)絡(luò)的負荷.這時,盡管輪詢比較容易編程,那也不是一種好的選擇.

　　 4 NetBIOS基本程序

　　 1)調(diào)用NetBIOS

　　? 要調(diào)用一NetBIOS功能,需要做以下三件事:

　　　　?? (1) 構(gòu)造一個NCB,包含所有需要告訴NetBIOS的信息.

　

#define USGC unsigned char

#define USGI unsigned int

#define USGL unsigned long

　

struct NCB? {

　　 USGC NcbCommand;

　　 USGC NcbRetCode;

　　 USGC NcbLsn;

　　 USGC NcbNum;

　　 char * NcbBufferOffset;

　　 USGI NcbBufferSegment;

　　 USGI NcbLength;

　　 char NcbCallName[16];

　　 char NcbName[16];

　　 USGC NcbRto;

　　 USGC NcbSto;

　　 char * NcbPostRtnOffset;

　　 USGI NcbPostRtnSegment;

　　 USGC NcbLanaNum;

　　 USGC NcbCmdCplt;

　　 char NcbReseredArea[14];

} ZeroNcb;

　

　　　　?? (2) 把網(wǎng)絡(luò)控制塊地址寫入ES:BX寄存器,作為指向該NCB的遠程地址指針.

　　　　?? (3) 執(zhí)行5CH中斷.執(zhí)行中斷時,NetBIOS自動進入ES:BX寄存器指定的地址,讀出網(wǎng)絡(luò)控制塊,得知一切有關(guān)該操作的信息. 下面是設(shè)置指針和執(zhí)行中斷的程序段:

void NETBIOS? (struct NCB *NcbPtrNear)

　

{

　　 union REGS InRegs,OutRegs;

　　 struct NCB far *NcbPtrFar=(struct NCB far*)NcbPtrNear;

　

　　 segread(&SegRegs);

　　 SegRegs.es=FP_SEG(NcbPtrFar);

　　 InRegs.x.bx=FP_OFF(NcbPtrFar);

　

　　 int86x(NetbiosInt5c,&InRegs,&OutRegs,&SegRegs);

　

}

　　

　　 2)定義NetBIOS命令

　　 在程序段中還包括對所有NetBIOS命令(包括WAIT和NO_WAIT)

　　 3) POST程序

　　 在執(zhí)行非等待命令時,可以把一個POST程序的地址告訴NetBIOS,然后直接返回前臺操作.當后臺命令完成時,它會自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行POST程序.從這段描述可以看出,我們必須把POST程序編成一個中斷處理程序.

　

unsigned? es_reg,bx_reg,msg_received_flag;

NCB far *posted_ncb_ptr;

void interrupt POST (void)

{

　　? es_reg=_ES;

　　? bx_reg=_BX;

　　? posted_ncb_ptr=MK_FP (es_reg,bx_reg);

　　? msg_received_flag=TRUE;

}

　

　　 4)數(shù)據(jù)報服務(wù)

　　 假定A工作站和B工作站之間以數(shù)據(jù)報方式通信,其主要步驟如下:

　　? 工作站A　　　　　　　　　　　　?? 工作站B

　　 增加名字A　　　　　　　　　　　　? 增加名字B

　　 發(fā)送報文給B? ----------->　　　　? 收到一個報文

　　 收到一個報文　　　　 <------------? 發(fā)送報文給A

　　 刪除名字A　　　　　　　　　　　　?? 刪除名字B

　　 5)會話服務(wù)

　　 A工作站和B工作站之間以會話方式通信步驟如下:

　　? 工作站A　　　　　　　　　　　　　　 工作站B

　　 增加名字A　　　　　　　　　　　　?? 增加名字B

　　 Listen　　　　　　　　　　　　　　? Call? A站

　　 發(fā)送報文給B? ----------->　　　　? 收到一個報文

　　 收到一個報文　　　　 <------------? 發(fā)送報文給A

　　 Hang up? B站　　　　　　　　　　?? Hang up? A站

　　 刪除名字A　　　　　　　　　　　　?? 刪除名字B

　

　　? 5 Windows 通信程序的特點

　　 在Windows中,由于它是非搶先多任務(wù),所以NetBIOS最好用異步方式(非等待式),CPU發(fā)出NetBIOS調(diào)用后,處理其他消息, 當NetBIOS完成后會自動執(zhí)行后置例程POST, POST 通過 PostMessage 把一條用戶定義的消息放到合適的隊列中.Windows 應(yīng)用程序接到該消息后再處理接收到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù).

　　 其次,由于Windows的代碼段和數(shù)據(jù)段可移動,這對異步NetBIOS是致命的,當異步NetBIOS命令發(fā)出后,如果代碼段或數(shù)據(jù)段移動,命令完成后,NCB所指示的緩沖區(qū)已發(fā)生變化.解決的方法是使代碼段和數(shù)據(jù)段不可移動.在DEF文件中定義如下:

　　?? CODE　　 PRELOAD　　 FIXED

　　?? DATA　　 PRELOAD　　 FIXED　　 SINGLE

　

　　 6 點對點通信程序源代碼. (基于NetBIOS)

　　 完整的源程序見附錄.

　

　　 (三) 基于TCP/IP協(xié)議的編程接口

　　 1 TCP/IP簡介

　　 TCP/IP的歷史要追溯到70年代中期,當時ARPA為了實現(xiàn)異種網(wǎng)之間的互連(interconnection)與互通(intercommunication),大力資助網(wǎng)間網(wǎng)技術(shù)的研究和開發(fā),于1977年到1979年推出目前形式的TCP/IP體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議規(guī)范.到今天,TCP/IP技術(shù)以及Internet網(wǎng)間網(wǎng)已經(jīng)為廣大計算機工作者,機算機廠商和機算機用戶所接受.據(jù)統(tǒng)計,到1990年,Internet以包含遍布歐美的五千個活動網(wǎng)絡(luò),超過三十萬臺機算機.作為一種事實上的工標準,TCP/IP技術(shù)方興未艾.

　　 2 TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)

　　 對TCP/IP協(xié)議來說,TCP提供傳輸層服務(wù),IP提供網(wǎng)絡(luò)層服務(wù).TCP/IP協(xié)議組(或Internet協(xié)議組)的分層結(jié)構(gòu)及其與OSI模型的對應(yīng)關(guān)系如圖4所示.圖中有關(guān)協(xié)議的名稱及其基本含義如下:

　　 (1) TCP.? 為傳輸控制協(xié)議(Transmission Control Protocol).它是提供給用戶進程的一個可靠的全雙工字節(jié)流的面向連接的協(xié)議.大多數(shù)Internet應(yīng)用程序使用TCP.因為TCP使用IP,所以整個Internet協(xié)議組也常稱為TCP/IP協(xié)議組.

　　 (2) UDP. 為用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 (User Datagram Protocol).

　　 (3) ICMP. 為網(wǎng)間報文控制協(xié)議 (Internet Control Message Protocol).

　　 (4) IP. 網(wǎng)間協(xié)議 (Internet Protocol). IP協(xié)議是為TCP,UDP和ICMP提供分組發(fā)送服務(wù)協(xié)議.

　　 (5) ARP. 地址轉(zhuǎn)換協(xié)議.

　　 (6) RARP. 反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議.

　　 3 Socket編程界面

　　 (1) Socket 原理

　　 Socket編程界面由4BSD UNIX首先提出,目的是解決網(wǎng)間網(wǎng)進程通信問題.Socket接口為進程間通信提供了一種新的手段,它不但能用于同一機器中的進程之間的通信,而且支持網(wǎng)絡(luò)通信功能.Socket具有類型,反應(yīng)了對用戶透明的通信特性.

　　 一個完整的Socket連接用一個相關(guān)描述:

　　　　?? { 協(xié)議,本地地址,本地端口,遠地地址,遠地端口 }

　　 Socket 是面向客戶-服務(wù)器模型而設(shè)計的,針對客戶和服務(wù)器程序提供不同的Socket系統(tǒng)調(diào)用.

　　 (2) Socket系統(tǒng)調(diào)用

　　 不管Socket內(nèi)部機制如何,它提供給應(yīng)用程序員的最終界面是一組系統(tǒng)功能調(diào)用.下面,我們一一給出重要的Socket系統(tǒng)調(diào)用.

　　?? 1. 創(chuàng)建 Socket ----- socket()

　　?? 調(diào)用格式如下:

　　　　?? sockid = socket (af,type,protocol)

　　? af : 地址族,指本socket所用地址類型.

　　? type :? 類型,指創(chuàng)建socket的應(yīng)用程序所希望的通信服務(wù)器類型.

　　? protocol : 協(xié)議,指本socket請求的協(xié)議.

　　?? 2. 指定本地地址 ---- bind()調(diào)用

　　?? bind()將本地socket地址與所創(chuàng)建的socket聯(lián)系起來,即將本socket地址賦予socket,以指定本地半相關(guān).bind()的作用相當于給socket命名,調(diào)用格式為:

　　　　　　?? bind (sockid,localaddr,addrlen)

　　?? sockid : socket號.

　　?? localaddr : 本地socket地址.

　　?? addrlen : 地址長度.

　　?? 3. 建立socket連接 ---- connect () 與 accept ()調(diào)用

　　?? 這兩個系統(tǒng)調(diào)用用于完成整個相關(guān)的建立.其中connect用于建立連接 .調(diào)用格為:

　　　　　　?? connect (sockid,destaddr,addrlen)

　　　　 destaddr : 指向?qū)Ψ絪ocket地址(信宿地址)結(jié)構(gòu)的指針.

　　　　 accept : 用于面向連接的服務(wù)器,其調(diào)用格式為:

　　　　　　?? newsock = accept (sockid,clientaddr,paddrlen)

　　　　 clientaddr : 指向客戶socket地址指針.

　　　　 paddrlen : 客戶socket地址長度.

　　　　 4. listen() 調(diào)用

　　?? 此調(diào)用用于面向連接服務(wù)器,表明它愿意接收連接,listen()在accept()之前調(diào)用,格式為:　　

　　　　　　　　 listen (sockid,quelen)

　　　　? quelen : 請求隊列長度.

　　　　 5. 發(fā)送數(shù)據(jù) ---- write(),writev(),send()與sendto(),sendmsg()

　　?? 用于socket數(shù)據(jù)發(fā)送的系統(tǒng)調(diào)用一共有五個,其中三個,write(),writev()和send()用于面向連接傳輸,其余兩個用于無連接傳輸.面向連接的調(diào)用可以不指定信宿地址,而無連接的調(diào)用必須指定.假如無連接socket的雙方均調(diào)用過connect(),可以認為是建立有連接的socket,也可以面向連接調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù).

　　?? 三個面向連接調(diào)用三者的格式大致相同:

　　?? write (sockid,buff,bufflen) : 緩沖發(fā)送

　　?? writev (sockid,iovector,vectorlen) : 集中發(fā)送

　　?? send (sockid,buff,bufflen,flags) : 可控緩沖發(fā)送

　　?? 其中buff指向發(fā)送緩沖區(qū)的指針,bufflen是發(fā)送緩沖區(qū)大小.

　　?? 用于無連接數(shù)據(jù)發(fā)送的調(diào)用有兩個:

　　?? sendto (sockid,buff,bufflen,flags,dsadd,addrlen)

　　?? sendmsg (sockid,message,flags):可控集中無連接發(fā)送.

　　　　 6. 接收數(shù)據(jù) ---- read(),readv(),recv()與recvfrom(),recvmsg()

　　　　 接收數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)系統(tǒng)調(diào)用是一一對應(yīng)的,兩者參數(shù)的最大區(qū)別是,前者buffer是一個指針,其所指單元初值為欲讀數(shù)據(jù)長度,調(diào)用后的值是實際讀出的值.

　　 4 客戶--服務(wù)器模型的Socket實現(xiàn)框架

　　?? 1)客戶--服務(wù)器模型時序圖

　　?? 下圖是面向連接客戶--服務(wù)器模型的典型時序圖

　　　　　　 服務(wù)器　　　　　　　　　　　　　　?? 客戶

　　　　?? socket()　　　　　　　　　　　　　　? socket()

　　　　　　 bind()　　　　　　　　　　　　　　　 bind()

　　　　?? listen()　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　? accept()　　 等待客戶連接請求　　　　　　

　　　　 阻塞?? <━━━━━━━━━━━━━━━ connect()

　　　　?? read() <━━━━━━━━━━━━━━━> write()

　

　　?? 2)服務(wù)器socket地址的確定

　　?? 在客戶--服務(wù)器模型中,所有的作用者都是客戶首先發(fā)起的(如連接請求,服務(wù)請求等),因此客戶必須要知道服務(wù)器socket地址,另外,客戶調(diào)用服務(wù)器之前,可以在命令行中給出服務(wù)器所在主機的域名,根據(jù)域名可以獲得服務(wù)器主機的地址,系統(tǒng)調(diào)用為:hp=gethostbyname(host).其中host可以是服務(wù)器主機域名,返回hp是一個指向主機地址結(jié)構(gòu)的指針.

　

五? 結(jié) 論

　　 綜上所述,TCP/IP對于異種機具有極強的互連能力,很可能成為未來網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標準,其通信編程有一整套方便實用的工具.因此,用其開發(fā)通信軟件方便,容易,可升級.

　　 而NetBIOS是一種可加載模塊,其特點是可方便地實現(xiàn)不同協(xié)議之間的通信,其通用性極強,可方便地在不同局域網(wǎng)間移植.

　　 以上兩種方法各側(cè)重點不同，而近年來由于Internet的興起，TCP/IP逐漸變得重要了。TCP/IP使得互連UNIX終端，WINDOWS終端以至MAC終端成為現(xiàn)實。成為世界上最大的網(wǎng)絡(luò)。目前，世界上各大公司正爭先恐后的開發(fā)Internet上的資源.因此可以預(yù)見在不久的將來,以TCP/IP為基礎(chǔ)的點點通信必將成為網(wǎng)絡(luò)通信的重要手段.

　　

　　　　　　　　　　　　　　? 參 考 文 獻

1. 顧雋修 等編著?? <<計算機局域網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用>>?? 中國廣播電視出版社?? 1993

2. 陳洛資 等編著?? <<計算機網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計,開發(fā)與編程>>?? 科學出版社　　 1994

3. 湯毅堅 編著　　? <<計算機實用網(wǎng)絡(luò)編程>>?? 人民郵電出版社?? 1993

4. 張公忠 等編著? <<Novell 網(wǎng)組網(wǎng)原理與實用技術(shù)>>?? 清華大學出版社?? 1992

5. 徐建平 岳東 編著? <<Novell 網(wǎng)絡(luò)原理,操作及開發(fā)指南>>? 電子工業(yè)出版社? 1994

6. 湯岳清 編著?? <<Novell 網(wǎng)絡(luò)及其互聯(lián)技術(shù)>>?? 電子工業(yè)出版社?? 1992

7. 周明天 編著?? <<TCP/IP網(wǎng)絡(luò)原理,操作及開發(fā)指南>>?? 清華大學出版社?? 1993

8. Tim Farrell,Runnoe Connally? <<Windows 3.1 編程指南>>?? 清華大學出版社? 1994

9. Daniel Appleman? <<Visual Basic 與 Windows API 接口大全>>?? 電子工業(yè)出版社? 1995

10. 陳佳海 等編著?? <<Visual C++ 程序開發(fā)指南>>?? 科學出版社? 1995

11. 唐文衛(wèi) 鮑敏?? Novell 網(wǎng)上的點對點通信?? <<微計算機應(yīng)用>>?? 1995(6)

12. 邱勇攀?? 基于IPX的工作站實時通信的實現(xiàn)?? <<微計算機應(yīng)用>>?? 1995(2)