第八章 服务器与客户端编程.pdf

### 第八章 服务器与客户端编程 #### 一、服务器与客户端编程概述 服务器与客户端编程是计算机网络中的一种常见模式，其中服务器负责提供服务，而客户端则通过发送请求来获取这些服务。本章节将详细介绍服务器与客户端编程的基础概念、工作原理以及具体的实现方式。 #### 二、基本概念 - **客户端(Client)**: 客户端通常是发起请求的一方，它向服务器发送请求以获取所需的服务或数据。 - **服务器(Server)**: 服务器则是接收客户端请求并处理这些请求的一方，处理完成后将结果返回给客户端。 #### 三、服务器与客户端编程的技术细节 ##### 3.1 服务器与客户端的复杂性 虽然通常认为服务器端程序比客户端更复杂，但实际上这并不是绝对的。例如，在Web应用中，服务器端的代码量可能只有6800行，而浏览器端的C代码可能多达80000行。 ##### 3.2 客户端程序设计的关键步骤 - **确定服务器**: - **硬编码(hard-coded)**: 在客户端程序中直接写入服务器的地址。 - **用户指定(User)**: 由用户在运行时输入服务器地址。 - **配置文件(Config)**: 从配置文件中读取服务器地址。 - **独立协议(Separate protocol)**: 使用单独的协议或网络服务来查找服务器的标识。 - **查找服务器的IP地址**: - 通过域名系统(DNS)解析域名到IP地址。 - **查找熟知端口号**: - 对于特定的服务，存在标准的端口号。 - **指定本地地址**: - 当客户端创建并绑定一个套接字时，它需要指定本地端口和IP地址。 - 客户端通常不关心具体的端口号，而是让操作系统自动分配一个可用端口。 - 同样地，客户端也可能要求操作系统为它指定本地IP地址。 ##### 3.3 UDP客户端设计 - **确定服务器地址**: - 包括IP地址和端口号。 - **创建套接字**: - 创建用于发送和接收数据的套接字。 - **指定本地地址和端口**: - 通常客户端允许操作系统自动分配端口和IP地址。 - **与服务器通信**: - 使用`send()`和`recv()`函数进行数据交换。 - **连接模式的UDP**: - 客户端可以通过调用`connect()`函数来预先设置服务器地址，之后使用`read()`和`write()`或`send()`和`recv()`进行通信。 ##### 3.4 TCP客户端设计 - **确定服务器地址**: - 包括IP地址和端口号。 - **创建套接字**: - 创建用于发送和接收数据的套接字。 - **指定本地地址和端口**: - 通常客户端允许操作系统自动分配端口和IP地址。 - **建立连接**: - 调用`connect()`函数建立与服务器的连接。 - **与服务器通信**: - 使用`read()`和`write()`函数进行数据交换。 - **关闭连接**: - 完成通信后需要关闭连接。 - 可以通过`shutdown()`函数关闭套接字的写端，表明不再发送数据但仍然可以接收数据。 #### 四、TCP编程注意事项 - **字符串处理**: - 在处理字符串时需要注意结尾符`\0`的存在。 - **读写对应**: - `read()`和`write()`操作不一定对应。 - **同步问题**: - 包括连接的关闭等同步操作。 - **协议模糊性**: - 协议的设计需要清晰明确。 #### 五、服务器设计模式 - **迭代模式(Iterative)**: - 适用于小且固定长度的请求，编程相对简单。 - **并发模式(Concurrent)**: - 处理大的或变长的请求，编程较为复杂，可能消耗较多系统资源。 #### 六、总结 服务器与客户端编程是构建网络应用程序的基础，了解其工作原理和技术细节对于开发高效可靠的网络应用至关重要。通过上述分析，我们可以看到不同场景下选择合适的设计模式和技术手段的重要性。