Unix实验四.doc

实验四的主题是 Unix 网络编程，主要涉及了两个核心知识点：TCP 面向连接的编程和 I/O 多路复用。在这个实验中，你需要编写一个基于 TCP 协议的网络通信程序，包括客户端和服务器两个部分。下面将详细解释这两个知识点。 **TCP 面向连接的编程** TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的传输层协议。在进行通信前，TCP 需要先建立连接，即著名的三次握手过程。在实验中，客户端首先通过 `socket()` 函数创建一个套接字，然后使用 `gethostbyname()` 获取服务器的 IP 地址信息，接着调用 `connect()` 函数与服务器建立连接。一旦连接建立成功，客户端可以通过 `send()` 发送数据，如用户名，到服务器，并通过 `recv()` 接收服务器的响应。 服务器端同样需要创建套接字，监听特定端口（如实验中的 3666 端口），并使用 `accept()` 函数等待客户端的连接请求。当有客户端连接时，服务器读取客户端发送的用户名，根据条件判断并返回相应的消息。服务器还需要显示客户端的 IP 地址，这可以通过 `getpeername()` 函数实现。 **I/O 多路复用** I/O 多路复用是一种提高服务器性能的技术，允许一个进程同时处理多个客户端连接。在实验的第 4.2 部分，你被要求将服务器程序修改为多进程并发方式，这意味着每个新的客户端连接都会创建一个新的子进程来处理。这种方式的优点是可以让每个客户端请求在一个独立的进程中处理，互不影响，提高了并发能力。在 Unix 系统中，可以使用 `fork()` 创建子进程，`waitpid()` 监控子进程状态，以及 `accept()` 与新连接的客户端建立连接。 **套接字接口和套接字类型** 套接字接口提供了多种函数，如 `socket()`, `bind()`, `listen()`, `accept()`, `connect()`, `send()`, `recv()`, 用于创建、绑定、监听、接受连接、发送和接收数据。套接字根据协议可以分为两种主要类型： 1. **流式套接字 (SOCK_STREAM)**：对应于 TCP 协议，提供可靠、面向连接的服务。 2. **数据报套接字 (SOCK_DGRAM)**：对应于 UDP 协议，是无连接的，适合一次传输少量数据。 实验中使用的是流式套接字，因为它能确保数据的顺序和可靠性。 **实验要求** 实验要求包括： 1. 提供客户端和服务器的源代码。 2. 提供程序运行截图，展示测试数据，如客户端发送用户名、服务器回应等交互过程。 3. 对于选做部分，提供多进程服务器的源代码和测试截图。 在编写这些程序时，注意错误处理，如使用 `perror()` 显示错误信息，以及正确关闭套接字，避免资源泄露。同时，确保程序的可读性和可维护性，合理组织代码结构。