Socket编程

Socket编程

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什么是 Sockets

应用层通过传输层进行数据通信时，TCP 和 UDP 会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个 TCP 连接或多个应用程序进程可能需要 通过同一个 TCP 协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与 TCP／IP 协议交互提供了称为套接字 (Socket)的接口，区分不同应用程序进程间的网络通信和连接。

生成套接字，主要有3个参数：通信的目的 IP 地址、使用的传输 层协议(TCP 或 UDP)和使用的端口号。Socket 原意是"插座"。通过将这3个参数结合起来，与一个"插座"Socket 绑定，应用层就可以和传输层通过套接字接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

Sockets 词汇解析：

选项 | 描述

  • | - domain | 指明所使用的协议族，通常为 PF_INET, PF_UNIX, PF_X25, 等等。 type | 指定 socket 的类型：SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM，Socket 接口还定义了原始 Socket（SOCK_RAW），允许程序使用低层协议 protocol | 通常赋值 0。 port | port 是端口的编号，每个服务器都会监听客户端连接的一个或多个端口号，一个端口号可以是 Fixnum 的端口号, 包含了服务器名和端口。 hostname | 网络接口的标识符：

  • 字符串, 可以是主机名或 IP 地址

  • 字符串 "", 指定 INADDR_BROADCAST 地址。

  • 0 长度的字符串, 指定 INADDR_ANY

  • 一个整数，解释为主机字节顺序的二进制地址。

简单的客户端

以下我们通过给定的主机和端口编写了一个简单的客户端实例，Ruby TCPSocket 类提供了 open 方法来打开一个 socket。

TCPSocket.open(hosname, port) # 打开一个 TCP 连接。

一旦你打开一个 Socket 连接，你可以像 IO 对象一样读取它，完成后，你需要像关闭文件一样关闭该连接。

以下实例演示了如何连接到一个指定的主机，并从 socket 中读取数据，最后关闭 socket：

require 'socket'      # Sockets 是标准库

hostname = 'localhost'
port = 2000

s = TCPSocket.open(hostname, port)

while line = s.gets   # 从 socket 中读取每行数据
  puts line.chop      # 打印到终端
end
s.close               # 关闭 socket

简单的服务

Ruby 中可以使用 TCPServer 类来写个简单的服务。TCPServer 对象是 TCPSocket 的工厂对象。

现在我们使用 TCPServer.open(hostname, port) 来创建一个 TCPServer 对象。

接下来调用 TCPServer 的 accept 方法，该方法会等到一个客户端连接到指定的端口，然后返回一个的 TCPSocket 对象，表示连接到该客户端。

require 'socket'               # 获取 socket 标准库

server = TCPServer.open(2000)  # Socket 监听端口为 2000
loop {                         # 永久运行服务
  client = server.accept       # 等待客户端连接
  client.puts(Time.now.ctime)  # 发送时间到客户端
  client.puts "Closing the connection. Bye!"
  client.close                 # 关闭客户端连接
}

多客户端 TCP 服务

互联网上，大多服务都有大量的客户端连接。

Ruby 的 Thread 类可以很容易地创建多线程服务，一个线程执行客户端的连接，而主线程在等待更多的连接

require 'socket'                # 获取 socket 标准库

server = TCPServer.open(2000)   # Socket 监听端口为 2000
loop {                          # 永久运行服务
  Thread.start(server.accept) do |client|
    client.puts(Time.now.ctime) # 发送时间到客户端
    client.puts "Closing the connection. Bye!"
    client.close                # 关闭客户端连接
  end
}

在这个例子中，socket 永久运行，而当 server.accept 接收到客户端的连接时，一个新的线程被创建并立即开始处理请求。而主程序立即循环回，并等待新的连接。

微小的 Web 浏览器

我们可以使用 socket 库来实现任何的 Internet 协议。以下代码展示了如何获取网页的内容：

require 'socket'

host = 'www.w3cschool.cc'     # web服务器
port = 80                           # 默认 HTTP 端口
path = "/index.htm"                 # 想要获取的文件地址

# 这是个 HTTP 请求
request = "GET #{path} HTTP/1.0\r\n\r\n"

socket = TCPSocket.open(host,port)  # 连接服务器
socket.print(request)               # 发送请求
response = socket.read              # 读取完整的响应
# Split response at first blank line into headers and body
headers,body = response.split("\r\n\r\n", 2)
print body                          # 输出结果

要实现一个类似 web 的客户端，你可以使用为 HTTP 预先构建的库如 Net::HTTP。

以下代码与先前代码是等效的：

require 'net/http'                  # 我们需要的库
host = 'www.w3cschool.cc'           #  web 服务器
path = '/index.htm'                 # 我们想要的文件

http = Net::HTTP.new(host)          # 创建连接
headers, body = http.get(path)      # 请求文件
if headers.code == "200"            # 检测状态码
  print body
else
  puts "#{headers.code} #{headers.message}"
end
Previous运算符Next字符串