TCP/IP 協定與 Internet 網路：第八章 TCP Socket 程式介面  上一頁           下一頁

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8-3 Socket 連接方式

利用 Socket 介面發展網路應用程式有：虛擬電路和電報傳輸兩個主要通訊模式，以下我們以 Client/Server 架構分別介紹兩種通訊模式。

8-3-1 虛擬電路模式

『虛擬電路』（Virtual Circuit）模式表示通訊雙方傳輸資料之前，必須先建立通訊鏈路，因此所採用的傳輸層為連接導向的 TCP 協定。圖 8-4 是利用 Socket 程式庫，使用 TCP 協定建立的 Client/Sever 模式之基本架構，圖中 Server 端，首先呼叫 socket() 開啟一個通訊端點，接下來以 bind() 設定連接之傳輸埠口，並以 listen() 功能呼叫設定該 Socket 通訊端點為聆聽狀態（Listen Mode），準備接收對方要求連線，最後呼叫 accept() 等待 Client 端的連線。同樣的，Client 端也以 socket() 呼叫建立通訊端點，並以 bind() 連接到傳輸埠口，此時 Client 便可用 connect() 功能呼叫要求連接到 Server 端。雙方連線成功之後，便可以用 read() 和 write() 來互相傳輸資料，最後以 close() 結束此連線。

圖 8-4  Socket 的虛擬電路模式

在虛擬電路中有：同步（Synchronous）和非同步（Asynchronous）兩種傳輸模式。同步傳輸模式表示執行 Socket 程式後，還未得到回應時，會繼續等待一直到有回應才會回主程式，因此又稱為『阻斷模式』（Blocking Mode）。譬如，Server 端執行 accept() 程式，會一直等待到有連線到達，才會回應給主程式；而非同步模式表示執行 Socket 程式會即時回應給主程式，不論是否取得資料，又稱為『非阻斷模式』（Nonblocking Model）。

另一種情況，在同步傳輸模式中執行 read() 程式，如果接收緩衝器上有資料，便會直接讀取並返回主程式，但如果緩衝器上沒有資料，則會一直等待到連線對方傳送資料過來，才會返回主程式。非同步傳輸模式則不然，不論緩衝器上是否有資料可以讀取，都會即時返回主程式。由此可以見，同步傳輸只適合一對一的通訊端點傳輸，但大部分的 Client/Server 架構，Server 端必須能同時接受多個 Client 端的要求連線，同步傳輸便不適合。一般開啟連接導向的通訊端點，內定值都是同步傳輸模式，如果通訊端點欲能夠接受多點連接（一般都是 Server 端），必須將 Socket 設定為非同步傳輸模式。又從另一觀點來看，執行 read() 程式時，是由緩衝器上讀取資料，Socket ID 也如同一般檔案識別碼一樣，因此我們可以利用一般檔案控制程式 fcntl() 來設定。因此設定 Socket 為非同步傳輸模式的方法非常簡單，開啟 Socket 後，以 fcntl() 程式將 FNDELAY 旗號加入到 Socket ID（sd）內即可，程式格式如下：

        如欲將 Socket 由非同步傳輸模式改為同步傳輸模式，也就是將旗號 FNDELAY 消除，其程式格式如下：

參數 sd 為 Socket ID，第一個 fcntl() 程式是讀取 Socket 上的旗號值，而第二個 fcntl() 是作為取消 FNDELAY 旗號使用。

當 Socket 被設定成非同步傳輸模式之後，必須能夠隨時接收到資料的到達，以下有兩種方法：

(1) 週期性的執行 read() 功能呼叫，隨時準備接收及時到達之資料。

(2) 設定 Socket 具有發送訊息的功能，譬如，當一般資料到達時，會發送 SIGIO 訊號給主程式，再由主程式執行 read() 程式來讀取，或當快速資料（Expedited Data）到達時，會發送給 SIGURG 給主程式。

8-3-2 電報傳輸模式

        圖 8-5 為建立在 UDP 協定上的『電報傳輸』（Datagram）模式，也是 Client/Server 的基本架構。Server 和 Client 端分別以 socket() 功能呼叫開啟通訊端點，並以 bind() 連結到傳輸埠口位址，其中 Client 端是否執行 bind() 為選項項目。雙方以 recvfrom() 和 sendto() 互相傳送資料。

圖 8-5 Socket 的電報傳輸模式

        由圖 8-5 中表示，電報傳輸的預定值也是同步傳輸模式，也就是說，當某一方執行 recvfrom() 時，必需等待到收到對方傳送過來資料，才會返回到主程式，否則會一直等待著（Blocking Model）。如同虛擬電路一樣，我們可以利用 fcntl() 將其設定成非同步傳輸模式，程式格式如下：

參數 sd 是 Socket 的識別碼，可以是 Server 端或 Client 端。取消 FNDELAY 也如同虛擬電路一樣，不再另述。

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