专接本 网络操作系统 课件第五章 网络操作系统的接口

练习
1.TLI／XTI提供两种服务模式，即面向连接的服务模式和______
的服务模式。 2.TLI/XTI把相互通信的两个进程称为( ) A.端口 B.节点 C.接口 D.端点
3.支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元是( )

A.套接字
B.端口பைடு நூலகம்
C.端口号
D.功能调用
有志者 事竟成—阚宝朋
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在这些工具中提供了大量的类库和各种控件，它们替代了API的神秘
功能，事实上这些类库和控件都是构架在WIN32 API函数基础之上的， 是封装了的API函数的集合。
它们把常用的API函数的组合在一起成为一个控件或类库，并赋予其
方便的使用方法，所以极大的加速了WINDOWS应用程序开发的过程。 有了这些控件和类库，程序员便可以把主要精力放在程序整体功能的 设计上，而不必过于关注技术细节。


2）伯克利的软件分布系统（BSD），提供Socket接口。
3） Microsoft 的Windows系列，提供WinSock接口。
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一、TLI/XTI函数
TLI即传输层接口，提供了OSI传输层和会话层之间的API。
XTI即开放式传送接口，它由TLI接口演变而来。 TLI/XTI是一组函数的集合，为用户提供传输层接口，包括建立通 信、管理连接以及传送数据、应用程序利用这些函数实现网络应用。 控制底层的网络活动。
WinSock规范是以U.C Berkeley大学的BSD UNIX中流行的Socket接口 为范例定义了一套Microsoft Windows下网络编程接口，它不仅包含 了人们所熟悉的Berkeley Socket风格的库函数，也包含了一组针对 Windows的扩展库函数，以使程序员能充分的利用Windows消息驱动机 制进行编程。
成某一个功能的多个系统调用和命令的组合，其功能是完成某一特
定的 操作。 优点：简化编程、提高效率
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Windows API
Windows API是一套用来控制Windows的各个部件的外观和行为的
一套预先定义的Windows函数.用户的每个动作都会引发一个或几 个函数的运行以告诉Windows发生了什么.
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WinSock支持单一的通信域，即Internet域。各种进程使用这个域
用Internet协议进行通信。 分为两种套接字： 流套接字：提供了双向的、有序的、无重复并且无记录边界的数据流
服务。
数据报套接字：支持双向的数据流，但并不保证可靠、有序、无重复。
但是保留了记录边界，采用包交换网络相似的模型来实现数据边界的 记录。
应用程序在使用Windows Sockets DLL之前必须先调用函数 WSAStartup（）。上面的流程中我们并没有列出该函数，事实上 由于winsock由DLL形式提供，为了完成一系列的初始化操作，每 一个使用winsock的应用程序都必须进行WSAStartup（）函数调用， 并且只有在成功的完成调用之后才能使用scoket。
互联网通信，至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为
Client Socket，一个运行于服务端，称为Server Socket。根据连接 启动的方式以及本地套接字连接的目标，分为三步：
1 服务监听
2 客户端请求 3 连接确认
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2 套接字的应用
通信过程见课本P149页。
利用套接字进行网络通信时，建立连接的函数是( )
A.socket B.bind C.connect D.accept
支持双向的数据流，但并不保证是可靠、有序、无重复的是( ) A.流套接字 C.客户端套接字 B.数据报套接字 D.服务器端套接字
通常所说的套接字(socket)一般指UNIX环境下流行的
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套接字分类
套接字是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本单元。可
以将套接字看做是不同主机间的进程进行双向通信的端点，它构成了 单个主机内及整个网络间的编程界面。
按通信性质分为：
流套接字和数据报套接字。
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套接字之间的连接过程分为三步骤
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API函数包含在Windows系统目录下的动态连接库文件中。
更易理解地说：Windows 这个多作业系统除了协调应用程式的执行、
分配内存、管理系统资源… 之外，她同时也是一个很大的服务中心， 调用这个服务中心的各种服务(每一种服务就是一个函数)，可以帮应 用程式达到开启视窗、描绘图形、使用周边设备…等目的，由于这些 函数服务的对象是应用程式， 所以便称之为 Application Programming Interface，简称 API 函数。WIN32 API也就是 MicrosoftWindows 32位平台的应用程序编程接口。
到服务器，如果服务器接受了它的请求，则双方可以通信。 一般情况下，由客户主动发起连接请求，而发起结束通信请求方 则不一定。
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一个TCP连接的套接口对是一个定义该连接的两个端点的四元组：
<本地IP地址，本地TCP端口号，远程IP地址，远程TCP端口号〉。 套接口对唯一标识一个互联网上的TCP连接。 标识每个端点的两个值<IP地址,端口号>就称为一个套接口。
若果使用无连接的通信只需要建立一个半关联，在发送和接收时指明 另一半的参数就可以了。 所以说无连接的通信是将数据发送到另一台主机的指定端口。
此外，不论是有连接还是无连接的通信都不需要两端端口相同。
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二、WinSock的使用及重要函数讲解：
1 Winsock的启动和终止
利用套接字进行网络通信一般要用到一下几个函数： 1 创建套接字函数socket； 2 绑定本地名称函数bind； 3 建立连接函数connect；


4 侦听函数listen；
5 接受数据函数accept； 6 关闭套接字函数close。
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练习
1.TLI／XTI是一组函数的集合，为用户提供()
网络操作系统
第五章 网络操作系统 的接口
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学习目标
通过本章的学习，希望您能够了解：
应用程序接口的编程使用方法 套接字在网络通信中的应用
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本章内容
1.应用程序接口的概念 2.UNIX套接字及其应用 3.WinSock及其应用
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过程序间的直接通信实现数据共享。
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开放API接口分类
某些公司会将API作为其公共开放系统，公司制订自己的系统接口标
准，当需要执行系统整合、自定义和程序应用等操作时，公司所有成 员都可以通过该接口标准调用源代码，该接口标准称为开放式API。
三种占主导地位的开放式API： 1） AT&T的UNIX System V，提供TLI/XTI接口。
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1.TLI/XTI结构
TLI/XTI把相互通信的两个进程称为端点。提供网络应用底层端点
到端点的通信，为用户应用进程提供了直接传输的接口。 TLI/XTI提供了直接传输的接口，所以将数据封装和协议指定留给 了用户，具有更多的灵活性，当然也失去了部分的通用性。
用户进程
用户进程
Programme A
TCP/IP网络 Host A 套接字 Host B
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socket
socket实质上提供了进程通信的端点。进程通信之前，双方首先必
须各自创建一个端点，否则是没有办法建立联系并相互通信的。正 如打电话之前，双方必须各自拥有一台电话机一样。在网间网内部， 每一个socket用一个半相关描述: (协议，本地地址，本地端口) 用IP地址寻找目的地，IP地址是32位，通常用点分十进制方式表示。 IPv6共128位。 端口：16位，范围0-65535，低于256的端口号为保留给标准应用 程序。主要用于区分那个进程所用传输的数据。
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Socket协议的形象描述
socket非常类似于电话插座。以一个国家级电话网为例。
在电话系统中，一般用户只能感受到本地电话机和对方电话号码的 存在，建立通话的过程，话音传输的过程以及整个电话系统的技术 细节对他都是透明的，这也与socket机制非常相似。 socket利用网间网通信设施实现进程通信，但它对通信设施的细节
毫不关心，只要通信设施能提供足够的通信能力，它就满足了。
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通信原理
Socket可以看成在两个程序间进行通信连接中的一个端点。一个程
序将一段信息写入Socket中，该Socket将这段信息发送给另外一个 Socket，使这段信息能传送到其它程序中。
网络接口卡
Programme A
处于监听状态，它检查是否有客户请求它的服务； 如果有客户进行请求且条件合格则接受此客户的服务请求，即建立 与客户端的连接，此后双方便可以传送数据。 并且服务器能同时对多个客户端提供服务。
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客户端工作的大致过程
客户端工作的大致过程：客户端向服务器提出服务请求，请求连接
_______________编程接口。
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课程议题
3.WinSock及其应 用
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一、winsock概述
在Windows 环境下利用套接字在TCP/IP上的编程接口就叫做
Windows Sockets，即WinSock。 通常所说的套接字，是指UNIX环境下的TCP/IP编程接口。
A．网络层接口 C．运输层接口 B.应用层接口 D.物理层接口
2．IPV4的IP地址为()
A．16位 C．64位 B.32位 D.128位
3．利用套接字进行网络通信时，创建套接字的函数是()
A．bind B.connect
C．1isten
D.socket
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客户端
服务端
SYN SYN，ack RST ack
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课程议题
2.UNIX套接字及其 应用
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一、套接字
TCP/IP参考模型就是广为人知的Socket接口。
套接字，也就是Socket接口，简单地说就是通信双方的一种约定， 利用套接字中的相关函数来完成通信过程。
课程议题
1.应用程序接口 的概念
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一、应用程序接口的概念
应用程序接口是一组定义、程序及协议的集合，通过API接口可以
实现计算机软件之间的相互通信。 目的是提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件的以访问一组例 程的能力，而又无需访问源码，或理解内部工作机制的细节。 操作系统的用户接口包括命令输入和系统调用，应用程序接口是完
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二、使用WinSock实现网络通信
客户/服务器模型（c/s模型）
网络应用系统通常是一个客户/服务器模型，要进行网络通信，首先 我们要理解什么是c/s模型。c/s模型由两部分构成：客户端和服务器 端。
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服务器工作的大致过程
服务器工作的大致过程是：建立一个服务器，开启服务器使服务器
端点 传输层
端点 传输层
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2.TLI/XTI实例
见课本P142页程序实例
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二、TLI/XTI的服务模式
面向连接的服务模式和面向非连接的服务模式。
客户端 T_open T_bind T_connect SYN
服务端 T_open T_bind T_listen
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应用程序接口（API）
API也是一种中间件，为各种不同的平台提供数据共享。
API分类： 1）远程过程调用：通过作用在共享数据缓存器上的过程实现程序间
的通信。
2）标准查询语言（SQL）：是标准的访问数据库的查询语言，通过
通用数据库实现应用程序间的数据共享。
3）文件传输：通过发送格式化的文件实现应用程序间的数据共享 4）信息交付：指松耦合或紧耦合应用程序间的小型格式化信息，通