Linux環(huán)境下基于UDP的socket編程淺析.pdf

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1、應(yīng)用安全Linux環(huán)境下基于UDP的socket編程淺析吳佩賢紹興文理學(xué)院計(jì)算機(jī)系　浙江　312000摘要：socket適用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的進(jìn)程間通信，它已成為當(dāng)前許多操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)API，也是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中必不可少的基礎(chǔ)功能。盡管UDP無法像TCP一樣提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，但UDP并不比TCP缺乏優(yōu)越性。隨著Linux操作系統(tǒng)和Internet的不斷發(fā)展，Linux網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下尤其是基于UDP的socket通信技術(shù)仍廣為注目。文章介紹了Linux平臺(tái)下的socket及其編程原理，并通過一個(gè)Java編寫的基于UDP的客戶/服務(wù)器程序，描述了網(wǎng)絡(luò)中不同主機(jī)上的兩個(gè)進(jìn)程之間的soc

2、ket通信機(jī)制。關(guān)鍵詞：socket；UDP；TCP；客戶/服務(wù)器；進(jìn)程；Java0　引言Linux將套接字地址族抽象為統(tǒng)一的BSD套接字接口，該接口是應(yīng)用程序的開發(fā)接口，由各地址族專有的軟件支Linux是一個(gè)誕生于Internet和WWW的產(chǎn)品，它具有持。LinuxBSDsocket支持以下常見套接字類型：穩(wěn)定、簡易、高效、兼容性好等特點(diǎn)，并且支持多種網(wǎng)（1）SOCK_STREAM（數(shù)據(jù)流套接口）：提供一個(gè)絡(luò)協(xié)議，如Ipv4、Ipv6、X.25、IPX、NETBIOS、DDP面向連接的雙工順序數(shù)據(jù)流傳輸和可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。這等。套接字（socket）是介于網(wǎng)種套接字可

3、以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕粫?huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、絡(luò)應(yīng)用層和傳輸層之間的編程接破損或重復(fù)出現(xiàn)等差錯(cuò)，而且通過流量控制避免發(fā)送的數(shù)據(jù)口，套接字接口提供了訪問下層流超限。Internet地址中的TCP協(xié)議支持流套接字。通信協(xié)議的大量系統(tǒng)調(diào)用和相應(yīng)（2）SOCK_DGRAM（數(shù)據(jù)報(bào)套接口）：提供一個(gè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)程在Linux上的無連接和不可靠的雙工數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。數(shù)據(jù)包以獨(dú)立包形式網(wǎng)絡(luò)通信過程就是使用套接字傳被發(fā)送和接收。不對數(shù)據(jù)的傳輸提供無錯(cuò)保證，即數(shù)據(jù)可輸數(shù)據(jù)的過程。套接字在UDP/IP能被丟失、破壞，也可能被重復(fù)接收。Internet地址中的網(wǎng)絡(luò)模型中的地位如圖1所示。圖1　套接

4、字UDP協(xié)議支持這種套接字。1BSD套接字接口（3）SOCK_RAW（原始套接口）：這種類型的套socket最早應(yīng)用于伯克萊大學(xué)BSDUNIX中，所以習(xí)慣接字允許對低層協(xié)議如IP或ICMP直接訪問，可以直接填上又稱其為BSDsocket。一個(gè)套接字描述為一個(gè)通信連接的充IP、TCP、UDP或者ICMP的包頭，發(fā)送用戶自己定一端，在一個(gè)通信連接中的兩端通信程序應(yīng)各自有一個(gè)套接義的IP包或者ICMP包，主要用于協(xié)議的開發(fā)。字來描述它們自己那一端，不同主機(jī)中的兩個(gè)進(jìn)程通過各自2　用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP及無連接服務(wù)的套接字發(fā)送和接收消息，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間跨網(wǎng)絡(luò)的通信。Internet

5、給分布式應(yīng)用程序提供兩類服務(wù)：一是面向連Linux環(huán)境中套接字支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，不同類型網(wǎng)絡(luò)接的服務(wù)，二是無連接服務(wù)。面向連接的服務(wù)由TCP提協(xié)議具有不同的工作方式，所使用的地址格式也完全不同。供，客戶和服務(wù)器在彼此間發(fā)送數(shù)據(jù)之前要先建立三次握對于各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議而言，使用相同地址格式的幾個(gè)協(xié)議稱為手，以確保發(fā)送端的數(shù)據(jù)最終按順序完整無誤地傳送給接收一個(gè)協(xié)議地址簇，表1列出了BSD套接字的常見地址族。端。無連接服務(wù)則由UDP提供，發(fā)送端和接收端在傳送數(shù)表1BSD套接字地址族的主要類型據(jù)之前不需要進(jìn)行握手，因而不會(huì)帶入任何延遲。在無連接模式下，客戶程序沒有把套接字固定連接到一個(gè)

6、指定的遠(yuǎn)程端點(diǎn)上，而是在每次發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)指定遠(yuǎn)程目的地。因而UDP具有相當(dāng)?shù)撵`活性：客戶程序可以在它要求發(fā)送時(shí)才決定和哪個(gè)服務(wù)器交互。從圖1可以看出，UDP作者簡介：吳佩賢（1974-），男，講師，主要從事實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)研究。2006.163應(yīng)用安全通過套接字直接從應(yīng)用程序進(jìn)程得到消息，附上源和目標(biāo)端格式聲明為：口號(hào)，并把得到的數(shù)據(jù)段傳遞給網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)封intbind（intsockfd，structsockaddr*my_addr，int裝到IP數(shù)據(jù)包里，并使用盡力服務(wù)方式將數(shù)據(jù)包傳遞給接addrlen）。sockfd為套接口描述字；指針my_addr指向收端。如

7、果該數(shù)據(jù)包到達(dá)接收端，UDP通過端口號(hào)和IP目sockaddr結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含了遠(yuǎn)程服務(wù)程序的IP地址與端標(biāo)地址將數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容傳正確地送給接收端的套接字。口號(hào)；addrlen指明sockaddr結(jié)構(gòu)的長度。UDP在傳遞數(shù)據(jù)時(shí)并不保持發(fā)送端和接收端間的連接狀態(tài)，3.3sendto函數(shù)即不對接收和發(fā)送緩沖區(qū)、擁塞控制、數(shù)據(jù)到達(dá)順序等參sendto()用于將應(yīng)用緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的接收進(jìn)數(shù)進(jìn)行跟蹤，因而UDP傳送的數(shù)據(jù)包可能出錯(cuò)甚至丟失，程的地址空間，其格式聲明為：其可靠性無法得到保障。盡管如此，UDP在DNS解析、IPin