基于linux的socket網(wǎng)絡(luò)編程的性能優(yōu)化

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1、基于Linux的Socket網(wǎng)絡(luò)編程的性能優(yōu)化時(shí)間：2009-10-2009:53:33來(lái)源：國(guó)外電子元器件作者：王雷,王子淘太原理工大學(xué)1引言???隨著Intenet的日益發(fā)展和普及，網(wǎng)絡(luò)在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，越來(lái)越多的嵌入式設(shè)備采用Linux操作系統(tǒng)。Linux是一個(gè)源代碼公開(kāi)的免費(fèi)操作系統(tǒng)，具有強(qiáng)移植性，所以對(duì)基于Linux的Socket網(wǎng)絡(luò)編程的研究越來(lái)越重要。???Socket實(shí)際是網(wǎng)絡(luò)傳輸層供給應(yīng)用層的編程接口。傳輸層則在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上提供進(jìn)程到進(jìn)程問(wèn)的邏輯通道，而應(yīng)用層的進(jìn)程則利用傳輸層向另一臺(tái)主機(jī)的某一進(jìn)程通信。Socke

2、t就是應(yīng)用層與傳輸層之間的橋梁。如圖2所示。???使用Socket編程時(shí)可以開(kāi)發(fā)客戶機(jī)和服務(wù)器應(yīng)用程序，它們可以在本地網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信，也可以通過(guò)Internet在全球范圍內(nèi)進(jìn)行通信。編寫(xiě)并運(yùn)行Socket的客戶端和服務(wù)器端程序，雙方通過(guò)套接字建立了服務(wù)連接請(qǐng)求，并且通過(guò)一些方法提高Socket的性能。3Socket編程3．1Socket類型???常見(jiàn)的Socket有3種類型：???(1)流式Socket(SOCK_STREAM)它提供可靠的通信流，使用面向連接的TCP協(xié)議，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和順序性：???(2)數(shù)據(jù)報(bào)Socket(SOC

3、K_DGRAM)數(shù)據(jù)通過(guò)相互獨(dú)立的報(bào)文進(jìn)行傳輸，是無(wú)序的，并且不保證可靠，無(wú)差錯(cuò)，它定義一種面向無(wú)連接的服務(wù)，使用數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP；???(3)原始Socket(SOCK_RAM)它允許直接訪問(wèn)底層協(xié)議，功能強(qiáng)大但使用較為不便，主要用于一些協(xié)議的開(kāi)發(fā)。本編寫(xiě)的Socket屬于流式Socket。3．2Socket編程流程???Socket編程采用客戶／服務(wù)器模式。因此編程分為服務(wù)器端和客戶端兩部分。???每一個(gè)Socket都用一個(gè)半相關(guān)描述(協(xié)議，本地地址，本地端口)來(lái)表示，Socket也有一個(gè)類似于文件打開(kāi)的函數(shù)，該函數(shù)返回一個(gè)整型的Socke

4、t描述符，隨后建立連接，數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鞫纪ㄟ^(guò)Socket來(lái)實(shí)現(xiàn)。???編程流程如下：服務(wù)器端首先建立Socket，返回該Socket的描述符：配置Socket的端口和IP地址；建立監(jiān)聽(tīng)甬?dāng)?shù)，檢測(cè)是否有客戶端向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，若有則接收該請(qǐng)求，將其放到接收隊(duì)列中：從接收隊(duì)列中接受一個(gè)請(qǐng)求；并向客戶端發(fā)送確認(rèn)連接信息。???客戶端建立一個(gè)Socket，返回該Socket的描述符；配置Socket端口和IP地址；向服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求，并接收服務(wù)器發(fā)回的確認(rèn)連接信息。雙方通信結(jié)束后，關(guān)閉其Socket。進(jìn)行Socket編程的基本函數(shù)有socket()，

5、bind()，listen()，accept()，connect()，send()，recv()，close()。圖3為Socket的編程流程圖。3．3程序的編譯和運(yùn)行結(jié)果???(1)在Linux的VI編輯器下編寫(xiě)服務(wù)器端程序serv．c和客戶端程序clt.c。運(yùn)用交叉編譯工具arm-linux-gcc,執(zhí)行編譯指令生成可執(zhí)行文件。???其指令為：???#gccserv．c=0serv???#gccclt．c-0clt???編譯沒(méi)有錯(cuò)誤則會(huì)生成可執(zhí)行文件serv和clt。???(2)配置服務(wù)器和客戶端的IP，保證網(wǎng)絡(luò)暢通，在serv．c中已將服

6、務(wù)器的IP設(shè)置為：192．168．2．111。在客戶端的“網(wǎng)絡(luò)設(shè)置”中設(shè)置IP為：192．168．2．22，可以通過(guò)ping命令檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)是否暢通。???(3)在一臺(tái)計(jì)算機(jī)的終端先運(yùn)行服務(wù)器程序(．／serv)，再在客戶端的計(jì)算機(jī)終端上運(yùn)行客戶端程序(．／clt192．：168．2．1l1)就會(huì)看到結(jié)果(Hello，WangLei!Youareconnected!)；運(yùn)行結(jié)果如圖4和圖5所示。如果未運(yùn)行服務(wù)器程序而先運(yùn)行客戶端程序?qū)⒘⒓刺崾尽癈onnect：Connectionrefused”。4SOCket的性能優(yōu)化4．1解決多路復(fù)用???上面

7、的運(yùn)行過(guò)程僅實(shí)現(xiàn)了一個(gè)客戶端接人，在實(shí)際情況中，人們往往遇到多個(gè)客戶端連接服務(wù)器端的情況。由于connect()，recv()，send()都是阻塞性函數(shù)，若資源沒(méi)有準(zhǔn)備好，則調(diào)用該甬?dāng)?shù)的進(jìn)程將進(jìn)入睡眠狀態(tài)，無(wú)法處理I／O多路復(fù)用。在服務(wù)器端的serv．c中加入select()函數(shù)，它可同時(shí)監(jiān)聽(tīng)多個(gè)套接字，實(shí)現(xiàn)I／O的多路復(fù)用。???其函數(shù)原型如下：?????該函數(shù)監(jiān)視一系列文件描述符，特別是readfds、writefds和exceptfds。如果想知道是否能從標(biāo)準(zhǔn)輸入和套接字描述符sockfd讀入數(shù)據(jù)，只要將文件描述符“0”和“sockfd

8、”加入集合readfds中。參數(shù)numfds應(yīng)等于最高文件描述符的值加1，設(shè)置該值為sockfd+1。因?yàn)樗欢ù笥跇?biāo)準(zhǔn)輸入的文件描述符“0”。當(dāng)函數(shù)