Основные понятия и объекты
Стандарт POSIX-2001 определяет сеть как совокупность взаимосвязанных хостов. Тем самым предполагается, что сетевая инфраструктура остается скрытой от приложений, которым предоставляются высокоуровневые средства взаимодействия в распределенной среде.
Под сетевым адресом понимается видимый в пределах сети идентификатор, используемый для обозначения оконечных точек сети. Адреса есть у определенных оконечных точек хостов, могут они быть и у хостов в целом.
Данные о хостах как узлах сети хранятся в сетевой базе, допускающей и последовательный, и случайный доступ с возможностью поиска по именам и адресам хостов.
Процесс присвоения сетевого адреса оконечной точке называется связыванием, или привязкой, а обратное действие - освобождением, или отменой привязки.
Обычно оконечной точкой служит аппаратный сетевой интерфейс, посредством которого данные передаются и принимаются, однако с таким интерфейсом, как шлейфовый (loopback), никакой аппаратуры не ассоциировано.
Поддерживается база данных маршрутизации, используемая при выборе сетевого интерфейса для передачи порции данных (сетевого пакета).
Данные передаются по сети в виде последовательности октетов (восьмибитных беззнаковых величин). Если некоторый элемент данных (например, адрес или номер порта) состоит более чем из восьми бит, для его передачи и хранения требуется несколько октетов. Сетевым называется порядок октетов (байт), при котором первый (с наименьшим адресом) октет содержит старшие (наиболее значимые) биты.
Последовательности октетов - неудобный объект обработки на хостах, где предпочтительнее аппаратно поддерживаемые типы, в особенности целочисленные. Значения этих типов обычно хранятся с другим порядком байт, называемым хостовым, поэтому вполне возможно, что старшего бита не окажется в первом байте и вообще будет использоваться некое неочевидное распределение бит по байтам.
Для преобразования значений типов uint16_t и uint32_t из хостового порядка байт в сетевой служат функции htons() и htonl(); функции ntohs() и ntohl() осуществляют обратную операцию.
При взаимодействии процессов оконечными точками служат сокеты, они трактуются стандартом POSIX-2001 как отдельный тип файлов.
Под адресом сокета как (удаленной) оконечной точки понимается структура, включающая идентификатор адресного семейства и адресную информацию, специфичную для данного семейства. Последняя может состоять из нескольких компонентов, в том числе сетевого адреса хоста и идентификатора конкретной оконечной точки.
Основные описания, относящиеся к сокетам, сосредоточены в заголовочном файле <sys/socket.h>. Фигурирует в нем и упомянутая выше структура sockaddr для адреса сокета, которая должна содержать по крайней мере следующие поля.
sa_family_t sa_family; /* Адресное семейство */ char sa_data []; /* Адрес сокета (данные переменной длины) */
Адресное семейство соответствует конкретной среде взаимодействия. Стандарт POSIX-2001 определяет три таких семейства.
AF_UNIX
Адресное семейство UNIX поддерживает межпроцессное взаимодействие в пределах одной системы. Формально это можно считать вырожденным случаем сетевого взаимодействия. Описания, специфичные для данного семейства, содержатся в заголовочном файле <sys/un.h>.
AF_INET
Адресное семейство, поддерживающее взаимодействие по протоколам IPv4. Специфичные для него описания располагаются в заголовочном файле <netinet/in.h>.
AF_INET6
Взаимодействие по протоколам IPv6 (необязательная возможность). За счет поддержки адресов IPv6, отображенных на IPv4, обеспечивается совместимость с приложениями, использующими IPv4. Применяемые эти адресным семейством описания распределены по заголовочным файлам <netinet/in.h>, <arpa/inet.h> и <netdb.h>.
В пределах каждого адресного семейства могут существовать сокеты нескольких типов. В стандарте POSIX-2001 их четыре.
SOCK_STREAM
Сокеты данного типа поддерживают надежные, упорядоченные, полнодуплексные потоки октетов в режиме с установлением соединения.
SOCK_SEQPACKET
Аналог SOCK_STREAM с дополнительным сохранением границ между записями.
При взаимодействии процессов оконечными точками служат сокеты, они трактуются стандартом POSIX-2001 как отдельный тип файлов.
Под адресом сокета как (удаленной) оконечной точки понимается структура, включающая идентификатор адресного семейства и адресную информацию, специфичную для данного семейства. Последняя может состоять из нескольких компонентов, в том числе сетевого адреса хоста и идентификатора конкретной оконечной точки.
Основные описания, относящиеся к сокетам, сосредоточены в заголовочном файле <sys/socket.h>. Фигурирует в нем и упомянутая выше структура sockaddr для адреса сокета, которая должна содержать по крайней мере следующие поля.
sa_family_t sa_family; /* Адресное семейство */ char sa_data []; /* Адрес сокета (данные переменной длины) */
Адресное семейство соответствует конкретной среде взаимодействия. Стандарт POSIX-2001 определяет три таких семейства.
AF_UNIX
Адресное семейство UNIX поддерживает межпроцессное взаимодействие в пределах одной системы. Формально это можно считать вырожденным случаем сетевого взаимодействия. Описания, специфичные для данного семейства, содержатся в заголовочном файле <sys/un.h>.
AF_INET
Адресное семейство, поддерживающее взаимодействие по протоколам IPv4. Специфичные для него описания располагаются в заголовочном файле <netinet/in.h>.
AF_INET6
Взаимодействие по протоколам IPv6 (необязательная возможность). За счет поддержки адресов IPv6, отображенных на IPv4, обеспечивается совместимость с приложениями, использующими IPv4. Применяемые эти адресным семейством описания распределены по заголовочным файлам <netinet/in.h>, <arpa/inet.h> и <netdb.h>.
В пределах каждого адресного семейства могут существовать сокеты нескольких типов. В стандарте POSIX-2001 их четыре.
SOCK_STREAM
Сокеты данного типа поддерживают надежные, упорядоченные, полнодуплексные потоки октетов в режиме с установлением соединения.
SOCK_SEQPACKET
Аналог SOCK_STREAM с дополнительным сохранением границ между записями.
