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TCP/IP 協定與 Internet 網路：第七章 傳輸層協定 上一頁 下一頁
翻轉工作室：粘添壽
7-6 TCP 程式介面
既然程式設計師可以透過傳輸埠口連結到應用程式，而不用理會網路所連結型態，這也表示傳輸層介面是和網際層的關係是獨立性的，因此，傳輸層必須提供程式介面讓使用者銜接。使用者也可透過程式介面來開發網路應用程式，在網路系統上有兩個介面標準：Socket 和 TLI（Transport Layer Interface），但 Internet 網路的應用層協定大多建立在 Socket 介面上，我們在第十章有詳細介紹 Socket 開發程式的範例，至於 TLI 介面在 Internet 網路上較少應用，讀者如欲更瞭解 TLI 的運作原理，請參考有關書籍（或附錄上參考書目）。以下就針對這兩個標準作簡單的介紹。
7-6-1 Socket 程式介面
Socket 是一種『應用程式介面』（Application Program Interface, API），它是由一組稱為『Socket Library』的庫存函數所構成，它提供開發各式各樣應用程式的工具，程式設計師只要透過介面程式來編寫應用程式，就不需要去考慮網路是如何實現出來的。就如一般作業系統上的『系統呼叫』（System Call）程式一樣。程式設計者只要呼叫 open() 介面程式，而給予適當的參數（parameter），它便會指定到磁碟機或其他週邊設備上，亦可存取到所需的資料，而無需考慮到磁碟機和其他週邊設備如何驅動馬達和磁軌。
『插座』（Socket）的概念是希望提供一標準介面，來銜接一般應用程式，也就是說，提供一個網路和程式之間的標準介面，只要應用程式合乎 Socket 的介面標準（也就是系統呼叫的參數），便可安然無恙的連接到網路，而不用理會網路實際的連接型態。這種觀念就好像我們一般電話『插座』一樣，只要合乎插座內的配線裝置，就可以連結到電話系統，甚至可撥接電話到任何地方，而不用理會電話系統實體上是如何安裝及跨接。
Socket 為了提高程式設計的方便性，將各種功能呼叫程式製作成庫存函數，並可載入系統核心，讓使用者編寫網路應用程式，就如一般檔案系統一樣，以下簡略介紹一般較常用的 Socket 功能呼叫：
(1) socket()：開啟 Socket 通訊服務點。
(2) bind()：對 socket() 定址，連結至相對應的 TCP 或 UDP 埠口。
(3) listen()：設定 socket 為等待狀態，等待 Client 端要求連線。
(4) connect()：要求和對方通訊端（socket）連線。
(5) accept()：接受對方（socket）連線要求。
(6) write()：將資料寫入連線中的 socket，傳送到通訊對方。
(7) read()：由連線的 socket() 中讀取資料。
(8) close()：釋放 socket，中斷連線。
圖 7-21 是利用 Socket 功能呼叫所開發之檔案伺服器的主從式架構，此型態是連接導向方式，一般都必須使用 TCP 連線。首先 Server 端利用 socket()、bind() 連結到通訊傳輸埠口（TCP 埠口），而以 listen() 進入聆聽狀態，並以 accept() 等待對方連線要求。Client 端可以用 connect() 要求連線，連線後雙方以 read() 或 write() 來接收或傳送資料，並以 close() 功能呼叫來結束雙方的通訊。
圖 7-21 利用 Socket 發展程式範例
7-6-2 TLI 程式介面
『傳輸層介面』（Transport Layer Interface, TLI）最早是在 Unix System V 3.0 版本中出現，而是作為 OSI 通訊協定的傳輸層介面標準。TLI 介面和 Socket 介面最大的不同點是，Socket Library 中所提供的功能呼叫，如 read()、write() 都屬於 Unix 的『系統呼叫』（System Call），而是屬於作業系統的一部份，也就是說，Socket 介面是包含在 Unix 的核心程式之內。而 TLI 僅是一個介面程式，使用者必須將 TLI Library 和所發展的程式連結（Link）在一起，才可以產生執行檔。TLI 介面在執行時，必須透過 Unix 的 Stream I/O 介面（請參考 Unix 作業系統）才可以和傳輸層作溝通。
雖然 Socket 和 TLI 介面在實現方面有所不同，但它們的目的都是一致的，也是網路應用程式和網路下層之間的標準介面，讓使用者不用理會網路實際的連結型態，便可開發網路應用程式。TLI Library 也提供一系列的標準功能呼叫，以下我們列出一些較常用的介面程式：
(1) t_open()：開啟 TLI 通訊端點。
(2) t_bind()：對通訊端點定址到 TCP 或 UDP 傳輸埠口。
(3) t-alloc()：配置記憶體佔用空間。
(4) t_listen()：設定通訊端點為聆聽（Listen）狀態。
(5) t_connect()：要求對方連線。
(6) t_accept()：接受對方連線要求。
(7) t_snd()：連接導向的傳送資料。
(8) t_rcv()：連接導向的接收資料。
(9) t_close()：結束通訊連線。
圖 7-22 為利用 TLI 發展一個檔案伺服器的主從式架構，此型態也是連接導向方式（TCP 連線）。首先，Server 端利用 t_open() 和 t_bind() 開啟一個通訊端點，並連結到 TCP 傳輸埠口上，再載入記憶體空間內（t_alloc()）執行，緊接著，呼叫 t_listen() 來等待 Client 端連線要求。Client 端也連結到通訊端點後，以 t_connect() 向 Server 端要求連線。Server 端收到連線訊號後，以 accept() 呼叫得知連線對方的位址。爾後雙方以 t_snd() 與 t_rcv() 互相傳送與接收資料。
圖 7-22 利用 TLI 發展程式範例