《Linux环境下C编程指南(第二版)》 2012-10-27读书笔记 客户端/服务器设计

《Linux环境下C编程指南(第二版)》p251
客户段/服务器模式章节中，讲解了客户段和服务器的设计，在此Mark一下
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客户端的设计需要考虑以下因素：
1，大多数客户软件在与多个服务器进行交互时，不必明显地处理并发
2，大多数客户软件像常规应用软件那样运行，因为它一般不会访问特权协议端口，所以不要求一定的特权
3，大多数客户软件不需要强行保护，它可以依赖操作系统自动地强行执行保护

客户端根据连接性分为两种：TCP客户端，UDP客户端
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TCP客户端算法
使用TCP处理全部的可靠性和流量控制问题
1，找到希望与之通信的服务器的IP地址和协议端口号
2，创建一个套接字
3，指明此连接需要一个在本地机器中任意的未使用的协议端口号
4，与服务器建立连接
5，使用应用级协议与服务器通信（请求和应答）
6，关闭连接
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UDP客户端算法
1，找到希望与之通信的服务器的IP地址和协议端口号
2，创建一个套接字
3，指明此连接需要一个在本地机器中任意的未使用的协议端口号
4，指明数据包要发往的服务器
5，使用应用级协议与服务器通信（请求和应答）
6，关闭连接
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服务器的设计
最简单的服务器算法是：创建一个套接字，并将它绑定到一个端口上，然后执行一个无线迭代，在迭代中，服务器接收来自客户的下一个请求，处理这个请求，构造一个应答，并发回给客户。

服务器的分类：
1，根据服务器在同一时刻处理请求的个数将服务器分为并发服务器（concurrent server）和迭代服务器（iterator server）
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迭代服务器在同一时刻只处理一个客户请求
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并发服务器在同一个时刻可以处理多个客户请求
大多数的并发服务器使用多进程来达到并发性，它们可以划分为主进程和从进程两类。一个主服务器进程最先开始执行，它在服务器的端口上打开一个套接字，等待下一个请求，并为处理的每个请求创建一个从服务器进程，由一个从进程处理一个客户的通信。在从进程构成一个响应并将它发给客户后，从进程退出。
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无连接并发服务器的算法
1)主1：创建一个UDP套接字并将其绑定到提供服务的服务器端口上
2)主2：重复调用recvfrom接收来自客户的下一个请求，创建一个新的从进程来处理响应

3)从1：由于收到一个特定的请求以及访问到该套接字而被创建
4)从2：根据应用协议构造一个应答，并用sendto将应答发回给客户
5)从3：从进程在处理完一个请求后终止
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面向连接并发服务器的算法
1)主1：创建一个TCP套接字，并将其绑定到提供服务的服务器端口上
2)主2：将该套接字设置为被动模式（调用listen），作为服务器使用
3)主3：重复调用accept接收来自客户的下一个请求，并创建一个新的从进程来处理相应

4)从1：由于接收一个连接请求而被创建
5)从2：用该连接与客户进行交互，读取请求并发回响应
6)从3：关闭连接并退出，在处理完来自一个客户的所有请求后，从进程就退出。
注意：面向连接服务器很少采用并发实现，因为创建创建进程耗费的资源比较多，更多的是使用多线程来实现

2，根据连接性分为面向连接的服务器和无连接的服务器
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面向连接的服务器算法
在面向连接的服务器的方式实现中，TCP传输协议自动处理分组丢失和交付失序的问题，而服务器只要管理和使用这些连接就可以
1)服务器接收来自某个客户的连接
2)通过这个连接发送所有的通信数据
3)从客户端接受请求并作出应答
4)服务器在完成交互后关闭

注意：面向连接的设计要求对每个连接都有一个单独的套接字，而无连接的设计则允许一个套接口上与多个主机通信。采用面向连接的设计时，在资源使用上，服务器拥有分配给该连接的数据结构（包括缓冲区空间）的权利，并且这些资源不能被重复分配（因为服务器必须设计成始终运行），所以如果不断有客户端崩溃，服务器就可能因为耗尽资源而终止运行。
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无连接的服务器的算法
无连接的服务器没有资源耗尽的困扰，但是它不能依靠下层传输提供可靠的传递，这样通信的一方或者双方就必须要担当可靠交付的责任。如果用户发送一个数据包，它可能到达，也可能中间丢失，更有传到时发生次序颠倒的可能，不过如果它到达了，包的内部是无错误的。