System Level I/O && Network Programming

转载请注明链接：http://blog.youkuaiyun.com/c602273091/article/details/53588629

System Level I/O

Unix I/O

Unix下的输入输出设备都可以以文件的方式进行访问。一般访问有write、read、open、close。open就会打开一个文件的描述符，通过描述符进行读和写。close就是关闭描述符表示的文件，如果关闭一个已经关闭的文件这是灾难性的。

读文件：

返回的值在buf里面，如果读错误就会返回-1。实际读回的数目是nbytes。

写文件：

一般来说，不足值可能出现的情况和不可能出现的情况：

文件的行一般以’\n’结束。在mac、linux下是‘\xa’。在windows和网络中就是’\r\n’。

RIO Package

read和write在做读数据的时候会有不足值，那么需要比较健壮的包进行处理不足值。所以RIO包被提出。

RIO包分为有缓存和无缓存。无缓存对网络读写二进制文件特别有效，写proxy lab的时候用的就是它。

无缓存

rio_readn读取n个字节，rio_ write 写n个字节。

rio_readn 的实现如上。

有缓存

rio_readlineb: 从socket连接读取文本行的时候合适用这个有缓存的方法。因为它遇到换行、maxlen、eof都会终止。

rio_readnb: 从socket连接读取文本行的时候合适用这个有缓存的方法。因为它遇到maxlen、eof都会终止。它和rio_readlineb可交替使用。

文件指针的位置：

举个使用例子：

metadata

描述数据的数据。

获取medadata的代码：

使用fork之前：

使用fork之后：

I/O重定向：

standard I/O

标准I/O是定义在系统I/O上的I/O。一般来说标准IO是缓冲型IO，比系统级IO节约cycles，系统级IO涉及系统unix的调用。

标准IO的一些函数：

标准流定义：

用完之后进行清空：

选择I/O

大部分人的职业生涯只需要用到标准输入输出，毕竟这处理终端和磁盘等文件下，标准输入输出可以看做是系统输入输出的一个带缓冲版本，也比较多好用的函数。但是涉及网络编程这类全双工流的时候，RIO包由它的优点。以及涉及信号处理的时候，系统级输入输出是异步安全的。标准输入输出由它的限制：跟在输出函数之后的输入函数，需要在中间插入fflush、fseek、fsetpos、rewind中的某个。跟在输入函数之后的输出函数，也要使用上述的函数中的某个，或者是遇到EOF。

最后是Unix和Linux领域的圣经：

Network Programming

Network Intro

对于网络的认识，大部分集中在客户端-服务器模型。

整个网络的构成。
首先是不同的主机连在一个hub上。

不同的hub通过网桥（桥接以太网）链接。

通过桥接之后，可以形成局域网。

不同的局域网通过路由器，就形成了互联网。

在网络中，不同的主机，甚至是主机上的应用需要进行通信。通信的双方可以是不同的系统，不同的应用之间。为了实现这个需求，网络协议就被提出。

网络协议

网络协议需要完成两个任务：使得每个主机都有唯一的命名；使传送数据比较稳定的方式。比如采用分帧传输。TCP/IP就是著名的网络协议。IP是完成主机间的通信，使用数据报的方式。TCP是完成不同主机间进程级的通信。而目前网络应用中，基于TCP/IP协议构建的套接字，可以实现较稳定的网络服务。

数据在网络中的传输工程：

IPv4是32位IP地址；IPv6是128位IP地址。IP地址是大端格式。
大端格式：http://www.cnblogs.com/graphics/archive/2011/04/22/2010662.html

用nsllokup可以看一些域名的IP地址。

在使用socket编程进行进程间通信的时候，使用主机名（IP地址）+ 端口号进行对接。端口号有些是预留给特定服务的。比如：

PS：它们在linux的/etc/services中可以找到。

Socket接口

通过socket连接两个应用的时候，可以把对方看做是一个文件。

使用socket进行链接的整个过程：

PS：IP地址分类。

目前IP地址不是固定的，有DHCP协议，进行动态IP地址赋值。

socket的客户端的相关函数：

socket的服务器相关函数：

客户端打开client

相关代码：

服务器开始监听

客户端的总的代码

服务器的代码

测网络链接的工具

对于服务器和客户端的socket编程，写一个proxy lab就都有了。而且还有cache和多线程。可以看我以后发的代码。

HTTP

看HTTP1.1协议说明书足矣。当然也可以看HTTP1.0 ——RFC 1945。没有什么难点。接下来看一个简易的服务器。

服务器可以响应动态和静态请求。
首先是静态请求：

然后是动态请求，使用CGI程序。

具体代码如下：

小技巧：读取参数。

最后重头戏：

最后写的proxy-agent已经可以看视频了~

Hint：the image is from CMU 18-600 Course Click Here