用TCP/IP进行网际互连：第3卷·客户-服务器编程与应用：Linux/POSIX套接字版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

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第1章 引言和概述1

1.1使用TCP／IP的因特网应用1

1.2为分布式环境设计应用程序1

1.3标准和非标准的应用协议1

1.4使用标准应用协议的例子1

1.5 telnet连接的例子2

1.6使用TELNET访问其他服务3

1.7应用协议和软件的灵活性4

1.8从提供者的角度看服务4

1.9本教材的其余部分5

1.10小结5

深入研究5

习题5

第2章 客户－服务器模型与软件设计7

2.1引言7

2.2动机7

2.3术语和概念8

2.3.1客户和服务器8

2.3.2特权和复杂性8

2.3.3标准和非标准客户软件9

2.3.4客户的参数化9

2.3.5无连接的和面向无连接的服务器10

2.3.6无状态和有状态服务器10

2.3.7无状态文件服务器的例子11

2.3.8有状态文件服务器的例子11

2.3.9标识客户12

2.3.10无状态是一个协议问题13

2.3.11充当客户的服务器13

2.4小结14

深入研究14

习题15

第3章 客户－服务器软件中的并发处理16

3.1引言16

3.2网络中的并发16

3.3服务器中的并发17

3.4术语和概念18

3.4.1进程概念18

3.4.2局部和全局变量的共享19

3.4.3过程调用20

3.5一个创建并发进程的例子20

3.5.1一个顺序执行的C实例20

3.5.2程序的并发版本21

3.5.3时间分片22

3.5.4单线程的进程23

3.5.5使各进程分离23

3.6执行新的代码24

3.7上下文切换和协议软件设计25

3.8并发和异步I／O25

3.9小结25

深入研究26

习题26

第4章 协议的程序接口27

4.1引言27

4.2不精确指明的协议软件接口27

4.2.1优点与缺点27

4.3接口功能28

4.4概念性接口的规约28

4.5系统调用28

4.6网络通信的两种基本方法29

4.7 LINIX中提供的基本O功能29

4.8将Linux I／O用于TCP/IP30

4.9小结31

深入研究31

习题31

第5章 套接字API32

5.1引言32

5.2 Berkeley套接字32

5.3指明一个协议接口32

5.4套接字的抽象33

5.4.1套接字描述符和文件描述符33

5.4.2针对套接字的系统数据结构34

5.4.3主动套接字或被动套接字35

5.5指明端点地址35

5.6类属地址结构35

5.7套接字API中的主要系统调用36

5.7.1 socket调用37

5.7.2 connect调用37

5.7.3 send调用37

5.7.4 recv调用37

5.7.5 close调用38

5.7.6 bind调用38

5.7.7 listen调用38

5.7.8 accept调用38

5.7.9在套接字中使用read和write38

5.7.10套接字调用小结39

5.8用于整数转换的实用例程39

5.9在程序中使用套接字调用40

5.10套接字调用的参数所使用的符号常量40

5.11小结41

深入研究41

习题41

第6章 客户软件设计中的算法和问题43

6.1引言43

6.2不是研究细节而是学习算法43

6.3客户体系结构43

6.4标识服务器的位置44

6.5分析地址参数45

6.6查找域名45

6.7由名字查找某个熟知端口46

6.8端口号和网络字节顺序47

6.9由名字查找协议47

6.10 TCP客户算法48

6.11分配套接字48

6.12选择本地协议端口号48

6.13选择本地IP地址中的一个基本问题49

6.14将TCP套接字连接到某个服务器49

6.15使用TCP与服务器通信50

6.16从TCP连接中读取响应50

6.17关闭TCP连接51

6.17.1对部分关闭的需要51

6.17.2部分关闭的操作51

6.18 UDP客户的编程51

6.19连接的和非连接的UDP套接字52

6.20对UDP使用connect52

6.21使用UDP与服务器通信52

6.22关闭使用UDP的套接字53

6.23对UDP的部分关闭53

6.24关于UDP不可靠性的警告53

6.25小结53

深入研究54

习题54

第7章 客户软件举例55

7.1引言55

7.2小例子的重要性55

7.3隐藏细节55

7.4针对客户程序的过程库例子56

7.5 connectTCP的实现56

7.6 connectUDP的实现57

7.7构成连接的过程57

7.8使用例子库60

7.9 DAYTIME服务60

7.10针对DAYTIME的TCP客户实现61

7.11从TCP连接中进行读62

7.12 TIME服务63

7.13访问TIME服务63

7.14精确时间和网络时延63

7.15针对TIME服务的UDP客户64

7.16 ECHO服务65

7.17针对ECHO服务的TCP客户66

7.18针对ECHO服务的UDP客户67

7.19小结69

深入研究70

习题70

第8章 服务器软件设计的算法和问题71

8.1引言71

8.2概念性的服务器算法71

8.3并发服务器和循环服务器71

8.4面向连接的和无连接的访问72

8.5传输协议的语义72

8.5.1 TCP语义72

8.5.2 UDP语义73

8.6选择传输协议73

8.7面向连接的服务器73

8.8无连接的服务器74

8.9故障、可靠性和无状态74

8.10优化无状态服务器75

8.11四种基本类型的服务器76

8.12请求处理时间77

8.13循环服务器的算法77

8.14一种循环的、面向连接的服务器的算法78

8.15用INADDR_ANY绑定熟知端口78

8.16将套接字置于被动模式78

8.17接受连接并使用这些连接79

8.18循环的、无连接的服务器的算法79

8.19在无连接的服务器中构造应答79

8.20并发服务器的算法80

8.21主线程和从线程80

8.22并发的、无连接的服务器的算法81

8.23并发的、面向连接服务器的算法81

8.24服务器并发性的实现82

8.25把单独的程序作为从进程来使用82

8.26使用单线程获得表面上的并发性83

8.27各服务器类型所适用的场合83

8.28服务器类型小结84

8.29重要问题——服务器死锁85

8.30其他的实现方法85

8.31小结85

深入研究86

习题86

第9章 循环的、无连接服务器（UDP）87

9.1引言87

9.2创建被动套接字87

9.3进程结构90

9.4 TIME服务器举例91

9.5小结92

深入研究92

习题93

第10章 循环的、面向连接的服务器（TCP）94

10.1引言94

10.2分配被动的TCP套接字94

10.3用于DAYTIME服务的服务器95

10.4进程结构95

10.5 DAYTIME服务器举例95

10.6关闭连接98

10.7连接终止和服务器的脆弱性98

10.8小结98

深入研究99

习题99

第11章 并发的、面向连接的服务器（TCP）100

11.1引言100

11.2并发ECHO100

11.3循环与并发实现的比较100

11.4进程结构101

11.5并发ECHO服务器举例101

11.6清除游离（errant）进程104

11.7小结105

深入研究105

习题105

第12章 将线程用于并发（TCP）106

12.1引言106

12.2 Linux线程概述106

12.3线程的优点106

12.4线程的缺点107

12.5描述符、延迟和退出107

12.6线程退出108

12.7线程协调和同步108

12.7.1互斥108

12.7.2信号量108

12.7.3条件变量109

12.8使用线程的服务器实例109

12.9监控113

12.10小结113

深入研究113

习题114

第13章 单线程、并发服务器（TCP）115

13.1引言115

13.2服务器中的数据驱动处理115

13.3用单线程进行数据驱动处理116

13.4单线程服务器的线程结构116

13.5单线程ECHO服务器举例117

13.6小结119

深入研究119

习题120

第14章 多协议服务器（TCP，UDP）121

14.1引言121

14.2减少服务器数量的动机121

14.3多协议服务器的设计121

14.4进程结构122

14.5多协议DAYTIME服务器的例子122

14.6共享代码的概念125

14.7并发多协议服务器125

14.8小结126

深入研究126

习题126

第15章 多服务服务器（TCP，UDP）127

15.1引言127

15.2合并服务器127

15.3无连接的、多服务服务器的设计127

15.4面向连接的、多服务服务器的设计128

15.5并发的、面向连接的、多服务服务器129

15.6单线程的、多服务服务器的实现129

15.7从多服务服务器调用单独的程序130

15.8多服务、多协议设计131

15.9多服务服务器的例子131

15.10静态的和动态的服务器配置137

15.11 UNIX超级服务器，inetd138

15.12 inetd服务器的例子140

15.13服务器的几种变形清单141

15.14小结141

深入研究142

习题142

第16章 服务器并发性的统一、高效管理143

16.1引言143

16.2在循环设计和并发设计间选择143

16.3并发等级143

16.4需求驱动的并发144

16.5并发的代价144

16.6额外开销和时延144

16.7小时延可能出麻烦145

16.8从线程／进程预分配146

16.8.1 Linux中的预分配146

16.8.2面向连接服务器中的预分配147

16.8.3互斥、文件锁定和accept并发调用147

16.8.4无连接服务器中的预分配148

16.8.5预分配、突发通信量和NFS149

16.8.6多处理器上的预分配149

16.9延迟的从线程／进程分配149

16.10两种技术统一的基础150

16.11技术的结合150

16.12小结151

深入研究151

习题151

第17章客户进程中的并发153

17.1引言153

17.2并发的优点153

17.3运用控制的动机153

17.4与多个服务器的并发联系154

17.5实现并发客户154

17.6单线程实现155

17.7使用ECHO的并发客户例子156

17.8并发客户的执行160

17.9例子代码中的并发性161

17.10小结161

习题162

第18章 运输层和应用层的隧道技术163

18.1引言163

18.2多协议环境163

18.3混合网络技术164

18.4动态电路分配165

18.5封装和隧道技术166

18.6通过IP互联网的隧道技术166

18.7客户和服务器之间的应用级隧道技术166

18.8隧道技术、封装和电话拨号线167

18.9小结168

深入研究168

习题168

第19章 应用级网关169

19.1引言169

19.2在受约束的环境中的客户和服务器169

19.2.1限制访问的现实169

19.2.2有限功能的计算机169

19.2.3安全性引起的连通性约束169

19.3使用应用网关170

19.4通过邮件网关互操作171

19.5邮件网关的实现171

19.6应用网关与隧道技术的比较172

19.7应用网关和有限因特网连接173

19.8为解决安全问题而使用的应用网关174

19.9应用网关和额外跳问题174

19.10应用网关举例176

19.11一个应用网关的实现176

19.12应用网关的代码178

19.13网关交换的例子179

19.14使用rfcd和.forward或slocal文件179

19.15通用的应用网关180

19.16SLIRP的运行180

19.17SLIRP如何处理连接181

19.18IP寻址和SLIRP181

19.19小结182

深入研究182

习题183

第20章 外部数据表示（XDR）184

20.1引言184

20.2数据表示184

20.3N平方转换问题185

20.4网络标准字节顺序185

20.5外部数据表示的事实上的标准186

20.6 XDR数据类型186

20.7隐含类型187

20.8使用XDR的软件支持187

20.9 XDR库例程188

20.10一次一片地构造报文188

20.11 XDR库中的转换例程189

20.12 XDR流、I／O和TCP190

20.13记录、记录边界和数据报I/O190

20.14小结191

深入研究191

习题191

第21章 远程过程调用（RPC）的概念193

21.1引言193

21.2远程过程调用模型193

21.3构建分布式程序的两种模式193

21.4常规过程调用的概念性模型194

21.5过程模型的扩充194

21.6常规过程调用的执行和返回195

21.7分布式系统中的过程模型196

21.8客户－服务器和RPC之间的类比196

21.9作为程序的分布式计算197

21.10 Sun Microsystems的远程过程调用定义197

21.11远程程序和过程198

21.12减少参数的数量198

21.13标识远程程序和过程198

21.14适应远程程序的多个版本200

21.15远程程序中的互斥200

21.16通信语义200

21.17至少一次语义201

21.18 RPC重传201

21.19将远程程序映射到协议端口201

21.20动态端口映射202

21.21 RPC端口映射器算法202

21.22 ONC RPC的报文格式203

21.23对远程过程进行参数排序205

21.24鉴别205

21.25 RPC报文表示的例子206

21.26 UNIX鉴别字段的例子206

21.27小结207

深入研究208

习题208

第22章 分布式程序的生成（rpcgen的概念）209

22.1引言209

22.2使用远程过程调用209

22.3支持RPC的编程工具210

22.4将程序划分成本地过程和远程过程211

22.5为RPC增加代码211

22.6stub过程212

22.7多个远程过程和分派212

22.8客户端的stub过程的名字213

22.9使用rpcgen生成分布式程序213

22.10 rpcgen输出和接口过程214

22.11 rpcgen的输入和输出215

22.12使用rpcgen构建客户和服务器215

22.13小结215

深入研究216

习题216

第23章 分布式程序的生成（rpcgen的例子）218

23.1引言218

23.2说明rpcgen的例子218

23.3查找字典218

23.4分布式程序的八个步骤219

23.5步骤1：构建常规应用程序220

23.6步骤2：将程序划分成两部分224

23.7步骤3：创建rpcgen规约229

23.8步骤4：运行rpcgen230

23.9 rpcgen产生的.h文件230

23.10 rpcgen产生的XDR转换文件232

23.11 rpcgen产生的客户代码233

23.12 rpcgen产生的服务器代码235

23.13步骤5：编写stub接口过程238

23.13.1客户端接口例程238

23.13.2服务器端接口例程240

23.14步骤6：编译和链接客户程序241

23.15步骤7：编译和链接服务器程序244

23.16步骤8：启动服务器和执行客户246

23.17使用make实用程序247

23.18小结249

深入研究249

习题249

第24章 网络文件系统（NFS）的概念251

24.1引言251

24.2远程文件存取和传送251

24.3对远程文件的操作252

24.4异构计算机之间的文件存取252

24.5无状态服务器252

24.6 NFS和UNIX的文件语义252

24.7 UNIX文件系统的回顾253

24.7.1基本定义253

24.7.2无记录界限的字节序列253

24.7.3文件拥有者和组标识符253

24.7.4保护和存取253

24.7.5打开－读－写－关闭范例254

24.7.6数据传送255

24.7.7搜索目录权限255

24.7.8随机存取255

24.7.9搜索超过文件的结束256

24.7.10文件位置和并发存取256

24.7.11在并发存取时的“写（write）”语义257

24.7.12文件名和路径257

24.7.13索引节点（inode）：存储在文件中的信息257

24.7.14 stat操作259

24.7.15文件命名机制259

24.7.16文件系统mount260

24.7.17 UNIX文件名解析261

24.7.18符号链接262

24.8 NFS下的文件262

24.9 NFS的文件类型262

24.10 NFS文件模式263

24.11 NFS文件属性263

24.12 NFS客户和服务器264

24.13 NFS客户操作265

24.14 NFS客户与UNIX系统266

24.15 NFS安装266

24.16文件句柄267

24.17句柄取代路径名267

24.18无状态服务器的文件定位268

24.19对目录的操作269

24.20无状态地读目录269

24.21 NFS服务器中的多个分层结构269

24.22安装（mount）协议270

24.23 NFS的传输协议270

24.24小结270

深入研究271

习题271

第25章 网络文件系统协议（NFS，Mount）272

25.1引言272

25.2用RPC定义协议272

25.3用数据结构和过程定义协议272

25.4 NFS常数、类型和数据声明273

25.4.1 NFS常数273

25.4.2 NFS的typedef声明274

25.4.3 NFS数据结构274

25.5 NFS过程277

25.6 NFS操作的语义277

25.6.1 NFSPROC3_NULL（过程0）277

25.6.2 NFSPROC3_GETATTR（过程1）278

25.6.3 NFSPROC3_SETATTR（过程2）278

25.6.4 NFSPROC3_LOOKUP（过程3）278

25.6.5 NFSPROC3_ACCESS（过程4）278

25.6.6 NFSPROC3_READLINK（过程5）278

25.6.7 NFSPROC3_READ（过程6）278

25.6.8 NFSPROC3_WRITE（过程7）278

25.6.9 NFSPROC3_CREATE（过程8）278

25.6.10 NFSPROC3_MKDIR（过程9）278

25.6.11 NFSPROC3_SYMLINK（过程10）279

25.6.12 NFSPROC3_MKNOD（过程11）279

25.6.13 NFSPROC3_REMOVE（过程12）279

25.6.14 NFSPROC3_RMDIR（过程13）279

25.6.15 NFSPROC3_RENAME（过程14）279

25.6.16 NFSPROC3_LINK（过程15）279

25.6.17 NFSPROC3_READDIR（过程16）279

25.6.18 NFSPROC3_READDIRPLUS（过程17）280

25.6.19 NFSPROC3_FSSTAT（过程18）280

25.6.20 NFSPROC3_FSINO（过程19）280

25.6.21 NFSPROC3_PATHCONF（过程20）280

25.6.22 NFSPROC3_COMMIT（过程21）280

25.7安装协议280

25.7.1安装协议的常数定义280

25.7.2安装协议的类型定义281

25.7.3安装数据结构281

25.8安装协议中的过程282

25.9安装操作的语义282

25.9.1 MOUNTPROC3_NULL（过程0）282

25.9.2 MOUNTPROC3_MNT（过程1）282

25.9.3 MOUNTPROC3_DUMP（过程2）283

25.9.4 MOUNTPROC3_UMNT（过程3）283

25.9.5 MOUNTPROC3_UMNTALL（过程4）283

25.9.6 MOUNTPROC3_EXPORT（过程5）283

25.10 NFS和安装鉴别283

25.11文件加锁284

25.12 NFS第3版与第4版之间的变化284

25.13小结285

深入研究285

习题285

第26章 TELNET客户（程序结构）287

26.1引言287

26.2概述287

26.2.1用户终端287

26.2.2命令和控制信息287

26.2.3终端、窗口和文件288

26.2.4对并发性的需要288

26.2.5 TELNET客户的过程模型288

26.3 TELNET客户算法289

26.4 Linux中的终端I／O289

26.4.1控制设备驱动器291

26.5建立终端模式291

26.6用于保存状态的全局变量292

26.7在退出之前恢复终端模式293

26.8客户挂起与恢复294

26.9有限状态机的规约295

26.10在TELNET数据流中嵌入命令296

26.11选项协商296

26.12请求／提供的对称性297

26.13 TELNET字符定义297

26.14针对来自服务器数据的有限状态机298

26.15在各种状态之间转移299

26.16有限状态机的实现300

26.17压缩的有限状态机表示300

26.18在运行时维持压缩表示302

26.19压缩表示的实现302

26.20构造有限状态机转移矩阵304

26.21套接字输出有限状态机305

26.22套接字输出有限状态机的相关定义306

26.23选项子协商有限状态机307

26.24选项子协商有限状态机的相关定义308

26.25有限状态机初始化309

26.26 TELNET客户的参数310

26.27 TELNET客户的核心311

26.28主有限状态机的实现314

26.29小结315

深入研究315

习题316

第27章 TELNET客户（实现细节）317

27.1引言317

27.2有限状态机动作过程317

27.3记录选项请求的类型317

27.4完成空操作318

27.5对回显选项的WILL／WONT做出响应318

27.6对未被支持的选项的WILL／WONT做出响应320

27.7对no go-ahead选项的WILL／WONT做出响应320

27.8生成用于二进制传输的DO／DONT321

27.9对未被支持的选项的DO／DONT做出响应322

27.10对传输二进制选项的DO／DONT做出响应323

27.11对终端类型选项的DO／DONT做出响应324

27.12选项子协商326

27.13发送终端类型信息326

27.14终止子协商328

27.15向服务器发送字符328

27.16显示在用户终端上出现的传入数据329

27.17使用termeap控制用户终端332

27.18将数据块写到服务器333

27.19与客户进程交互334

27.20对非法命令做出响应335

27.21脚本描述文件335

27.22脚本描述的实现336

27.23初始化脚本描述336

27.24收集脚本文件名的字符337

27.25打开脚本文件338

27.26终止脚本描述339

27.27打印状态信息340

27.28小结341

深入研究341

习题342

第28章 流式音频和视频传输（RTP概念和设计）343

28.1引言343

28.2流式传输服务343

28.3实时交付343

28.4抖动的协议补偿343

28.5重传、丢失和恢复344

28.6实时传输协议344

28.7流的转换和混合345

28.8迟延回放和抖动缓存346

28.9 RTP控制协议（RTCP）346

28.10多种流同步347

28.11 RTP传输和多对多传输348

28.12会话、流、协议端口和分用349

28.13编码的基本方法350

28.14 RTP软件的概念性组织350

28.15进程／线程结构351

28.16 API的语义352

28.17抖动缓存的设计和重新缓存353

28.18事件处理354

28.19回放异常及时间戳的复杂性354

28.20实时库例子的大小354

28.21 MP3播放器的例子355

28.22小结355

深入研究356

习题356

第29章 流式音频和视频传输（RTP实现示例）357

29.1引言357

29.2集成实现357

29.3程序结构357

29.4 RTP定义358

29.5时间值的处理361

29.6 RTP序列空间的处理362

29.7 RTP分组队列的处理363

29.8 RTP输入处理365

29.9为RTCP保存统计信息367

29.10 RTP初始化368

29.11 RTCP的定义372

29.12接收RTCP发送方的报告373

29.13产生RTCP接收方的报告374

29.14创建RTCP的首部376

29.15 RTCP时延的计算376

29.16 RTCP Bye（再见）报文的产生377

29.17集成实现的大小378

29.18小结378

深入研究378

习题379

第30章 Linux服务器中的实用技巧和技术380

30.1引言380

30.2后台操作380

30.3编写在后台运行的服务器381

30.4打开描述符和继承382

30.5对服务器编程以关闭所继承的描述符382

30.6来自控制TTY的信号382

30.7对服务器编程以改变它的控制TTY382

30.8转移到一个安全的和已知的目录383

30.9对服务器编程以改变目录383

30.10 Linux umask383

30.11对服务器编程以设置其umask384

30.12进程组384

30.13对服务器编程以设置其进程组384

30.14标准I／O描述符384

30.15对服务器编程以打开标准描述符385

30.16服务器互斥385

30.17对服务器编程以避免多个副本385

30.18记录服务器的进程ID386

30.19对服务器编程以记录其进程ID386

30.20等待一个子进程退出386

30.21对服务器编程以等待每个子进程退出387

30.22外来信号387

30.23对服务器编程以忽略外来信号387

30.24使用系统日志设施387

30.24.1产生日志报文387

30.24.2间接方式和标准差错的优点388

30.24.3 I／O重定向的限制388

30.24.4客户－服务器的解决方案388

30.24.5 syslog机制389

30.24.6 syslog的报文类389

30.24.7 syslog的设施389

30.24.8 syslog的优先级389

30.24.9使用syslog390

30.24.10 syslog配置文件举例390

30.25小结391

深入研究392

习题392

第31章 客户－服务器系统中的死锁和资源缺乏393

31.1引言393

31.2死锁的定义393

31.3死锁检测的难度393

31.4避免死锁394

31.5客户和服务器间的死锁394

31.6在单个交互中避免死锁395

31.7一组客户和一个服务器之间的资源缺乏395

31.8忙连接和资源缺乏395

31.9避免阻塞的操作396

31.10进程、连接和其他限制396

31.11客户和服务器的循环397

31.12用文档确认依赖性397

31.13小结398

习题398

附录1 系统调用与套接字使用的库例程400

附录2 Linux文件和套接字描述符的操作422

参考文献425