数据库引擎开发以及常见数据库内部原理学习（3）：网络编程基础

2022-09-29 13:25:51

康奈尔笔记

线索
  • 网络理论
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  • 程序流程
 1.记录:
  1. 网络原理
  • 计算机网路是一种允许计算机进行即时通讯的工具
  • 计算机物理连接可能是电缆也可能是无线介质
  • 生成、转发以及销毁数据的网络设备称之为网络节点
  • OSI模型
    • 国际标准协议OSI模型是一种字面模型，而且跟IP协议没关系
    • 第一层：物理层：bit流传输，主要是物理介质
    • 第二层：数据链路层：提供介质访问，链路管理，各种链路转换
    • 第三层：网络层：寻址和路由的选择，路由器，转换寻址，路由器
    • 第四层：传输层：建立主机端到端的连接，4层，0保障最少，3最多
    • 第五层：会话层：建立、维护和管理会话，建立的检查点等机制
    • 第六层：表示层：处理数据格式、数据加密，提供与应用分离的格式
    • 第七层：应用层：提供应用程序间通信，识别资源模式
  • IP协议
    • 为计算机网络相互连接进行通讯而设计的协议
    • 是一套由软件、程序所组成的协议，把各种系统不同的信息转换成统一的格式，使所有的网络节点能实现互通。
    • 第一层：链路层
    • 第二层：连接层，IPV4、IPV6
    • 第三层：传输层
    • 第四层：应用层
    • 数据库引擎开发以及常见数据库内部原理学习（3）：网络编程基础
  • TCP协议
    • TCP协议是IP协议组件中最重要的组成部分
    • TCP基于IP协议，提供了可靠，有序，错误校验的数据流，用于局域网和广域网中程序之间的信息交换。
    • 坐落于IP协议的传输层
  • Socket套接字
    • 程序间通讯流的终端，客户端使用套接字进行通讯。
    • 套接字API是一种应用程序开发接口，一般由操作系统提供。（一般指广域网套接字）
    • 一般为IP地址与端口的结合
    • 组成：本地IP、远程IP、协议
  • 程序流程
    • 数据库引擎开发以及常见数据库内部原理学习（3）：网络编程基础
    • 客户端流程：建立套接字-连接服务器-进行通讯-关闭套接字
    • 服务端流程：建立套接字-监听-接收连接请求-进行通讯-接收客户端关闭套接字信息-关闭套接字
  • 函数接口
    • socket()创建一个新的套接字并分配系统资源
    • bind()一般用于服务端，将套接字与套接字地址（例如本地端口以及IP地址）绑定
    • listen() 一般用于服务端，将绑定的TCP置于监听状态
    • connect() 一般用于客户端，分配一个本地的空闲端口，并且与远程地址建立连接
    • accept() 一般用于服务端，接受一个新的连接请求，并创建一个与该链接绑定的套接字
    • send() 与 recv(), 或 write() 与read(), 或sendto() 与recvfrom()用于发送和接收数据
    • close() 关闭一个打开的套接字并释放资源
    • gethostbyname() 与gethostbyaddr() 在IPv4协议中解析域名和地址
    • select() 用于等待一个或多个指定套接字的下一个读写事件
    • poll()用于测试一个或多个套接字的读写状态
    • getsockopt() 得到指定套接字的参数
    • setsockopt() 配置指定套接字的参数
  • 典型服务端
      1. int main(void)
      2. {
      3. //套接字地址
      4. struct sockaddr_instSockAddr;
      5. //建立套接字
      6. intSocketFD= socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
      7. //判断套接字是否成功
      8. if(-1==SocketFD)
      9. {
      10. perror("can not create socket");
      11. exit(EXIT_FAILURE);
      12. }
      13. //重置套接字地址信息
      14. memset(&stSockAddr,0,sizeof(stSockAddr));
      16. stSockAddr.sin_family= AF_INET;
      17. stSockAddr.sin_port= htons(1100);
      18. stSockAddr.sin_addr.s_addr= htonl(INADDR_ANY);
      19. //绑定端口
      20. if(-1== bind(SocketFD,(structsockaddr*)&stSockAddr,
      21. sizeof(stSockAddr)))
      22. {
      23. perror("error bind failed");
      24. close(SocketFD);
      25. exit(EXIT_FAILURE);
      26. }
      27. //监听端口
      28. if(-1== listen(SocketFD,10))
      29. {
      30. perror("error listen failed");
      31. close(SocketFD);
      32. exit(EXIT_FAILURE);
      33. }
      34. //循环
      35. for(;;)
      36. {
      37. //监听连接
      38. intConnectFD= accept(SocketFD, NULL, NULL);
      39. if(0>ConnectFD)
      40. {
      41. perror("error accept failed");
      42. close(SocketFD);
      43. exit(EXIT_FAILURE);
      44. }
      46. /* perform read write operations ...
      47. read(ConnectFD,buff,size)*/
      48. if(-1== shutdown(ConnectFD, SHUT_RDWR))
      49. {
      50. perror("can not shutdown socket");
      51. close(ConnectFD);
      52. close(SocketFD);
      53. exit(EXIT_FAILURE);
      54. }
      55. close(ConnectFD);
      56. }
      57. close(SocketFD);
      58. return EXIT_SUCCESS;
      59. }
  • 典型客户端
      1. int main(void)
      2. {
      3. struct sockaddr_instSockAddr;
      4. intRes;
      5. intSocketFD= socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
      6. if(-1==SocketFD)
      7. {
      8. perror("cannot create socket");
      9. exit(EXIT_FAILURE);
      10. }
      11. memset(&stSockAddr,0,sizeof(stSockAddr));
      12. stSockAddr.sin_family= AF_INET;
      13. stSockAddr.sin_port= htons(1100);
      14. Res= inet_pton(AF_INET,"192.168.1.3",&stSockAddr.sin_addr);
      15. }
      17. if(0>Res)
      18. {
      19. perror("error: first parameter is not a valid address family");
      20. close(SocketFD);
      21. exit(EXIT_FAILURE);
      22. }
      23. elseif(0==Res)
      24. {
      25. perror("char string (second parameter does not contain valid
      26. ipaddress)");
      27. close(SocketFD);
      28. exit(EXIT_FAILURE);
      29. }
      31. if(-1== connect(SocketFD,(struct sockaddr*)&stSockAddr,
      32. sizeof(stSockAddr)))
      33. {
      34. perror("connect failed");
      35. close(SocketFD);
      36. exit(EXIT_FAILURE);
      37. }
      38. /* perform read write operations ... */
      39. (void) shutdown(SocketFD, SHUT_RDWR);
      40. close(SocketFD);
      41. return EXIT_SUCCESS;
      42. }
    2.简化:
    1. 计算机网络是一种允许计算机通讯的工具。
    2. OSI模型是一种标准化的字面模型，没有真正的广泛运用，其包括：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
    3. IP网络互联协议是一种被广泛运用的互联网协议，主要包括：链路层、连接层、传输层、应用层。
    4. TCP基于IP协议，提供了可靠，有序，错误校验的数据流，是广泛运用与程序中间的。
    5. 套接字是一种一般由系统提供的应用程序开发接口。
    3.背诵:
     4.思考:
    1. 网络编程的难度到底在哪里，这里一直是我薄弱网络编程水平所无法真正理解的地方。作为一个java程序员，了解过c，api不难用，netty也关注过，似乎打造一个稳定的网络服务是一件非常麻烦的事情，作为程序员，其实在本质上很难理解对错之外的事情。这个似乎可以说得上是缺陷。能力上的缺陷。
    5.复习:
    1. 总结
    1. 数据库调优里面有这么句话，80%的数据库问题，与数据库本身无关，这些无关问题里面，又以网络问题为重中之重，Oracle的监听配置也是非常容易出现问题。
    2. 在分布式数据库时代，成本的开销主要集中在网络IO之上，所以说，网络对于数据库的重要性不言而喻。
    3. 我们这里网路暂时需要的是建立一个客户端与服务端的通讯

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