69758

Технології передавання повідомлень

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Сокет це абстрактна кінцева точка з’єднання через яку процес може відсилати або отримувати повідомлення. Під час обміну даними із використанням сокетів зазвичай застосовується технологія клієнтсервер коли один процес сервер очікує з’єднання а інший клієнт з’єднують із ним.

Украинкский

2014-10-09

38 KB

1 чел.

Тема 6. Технології передавання повідомлень.

Розглянемо методи передавання повідомлень, які застосовують на практиці.

Канали

Канал — це найпростіший засіб передавання повідомлень. Він є циклічним буфером, записування у який виконують за допомогою одного процесу, а читання - за допомогою іншого. У конкретний момент часу до каналу має доступ тільки один процес. Операційна система забезпечує синхронізацію згідно правилу: якщо процес намагається записувати в канал, у якому немає місця, або намагається зчитати більше даних, ніж поміщено в канал, він переходить у стан очікування.

Розрізняють безіменні та поіменовані канали.

До безіменних каналів немає доступу за допомогою засобів іменування, тому процес не може відкрити вже наявний безіменний канал без його дескриптора. Це означає, що такий процес має отримати дескриптор каналу від процесу, що його створив, а це можливо тільки для зв'язаних процесів.

До поіменованих каналів (named pipes) є доступ за іменем. Такому каналу може відповідати, наприклад, файл у файловій системі, при цьому будь-який процес, який має доступ до цього файла, може обмінюватися даними через відповідний канал. Поіменовані канали реалізують непрямий обмін даними.

Обмін даними через канал може бути однобічним і двобічним.

Приклади використання поіменованих каналів будуть наведені в розділі 11, безіменних — у розділі 17.

Черги повідомлень

Іншою технологією асинхронного непрямого обміну даними є застосування черг повідомлень (message queues) [37, 52]. Для таких черг виділяють спеціальне місце в системній ділянці пам'яті ОС, доступне для застосувань користувача. Процеси можуть створювати нові черги, відсилати повідомлення в конкретну чергу й отримувати їх звідти. Із чергою одночасно може працювати кілька процесів. Повідомлення - це структури даних змінної довжини. Для того щоб процеси могли розрізняти адресовані їм повідомлення, кожному з них присвоюють тип. Відіслане повідомлення залишається в черзі доти, поки не буде зчитане. Синхронізація під час роботи з чергами схожа на синхронізацію для каналів.

Сокети

Найрозповсюдженішим методом обміну повідомленнями є використання сокетів (sockets). Ця технологія насамперед призначена для організації мережного обміну даними, але може бути використана й для взаємодії між процесами на одному комп'ютері (власне, мережну взаємодію можна розуміти як узагальнення IPC).

Сокет — це абстрактна кінцева точка з'єднання, через яку процес може відсилати або отримувати повідомлення. Обмін даними між двома процесами здійснюють через пару сокетів, по одному на кожен процес. Абстрактність сокету полягає в тому, що він приховує особливості реалізації передавання повідомлень — після того як сокет створений, робота з ним не залежить від технології передавання даних, тому один і той самий код можна без великих змін використовувати для роботи із різними протоколами зв'язку.

Особливості протоколу передавання даних і формування адреси сокету визначає комунікаційний домен; його потрібно зазначати під час створення кожного сокету. Прикладами доменів можуть бути домен Інтернету (який задає протокол зв'язку на базі TCP/IP) і локальний домен або домен UNIX, що реалізує зв'язок із використанням імені файла (подібно до поіменованого каналу). Сокет можна використовувати у поєднанні тільки з одним комунікаційним доменом. Адреса сокету залежить від домену (наприклад, для сокетів домену UNIX такою адресою буде ім'я файла).

Способи передавання даних через сокет визначаються його типом. У конкретному домені можуть підтримуватися або не підтримуватися різні типи сокетів.

Наприклад, і для домену Інтернет, і для домену UNIX підтримуються сокети таких типів:

потокові (stream sockets) — задають надійний двобічний обмін даними суцільним потоком без виділення меж (операція читання даних повертає стільки даних, скільки запитано або скільки було на цей момент передано);

дейтаграмні (datagram sockets) — задають ненадійний двобічний обмін повідомленнями із виділенням меж (операція читання даних повертає розмір того повідомлення, яке було відіслано).

Під час обміну даними із використанням сокетів зазвичай застосовується технологія клієнт-сервер, коли один процес (сервер) очікує з'єднання, а інший (клієнт) з'єднують із ним.

Перед тим як почати працювати з сокетами, будь-який процес (і клієнт, і сервер) має створити сокет за допомогою системного виклику socket (). Параметрами цього виклику задають комунікаційний домен і тип сокету. Цей виклик повертає дескриптор сокету — унікальне значення, за яким можна буде звертатися до цього сокету.

Подальші дії відрізняються для сервера і клієнта. Спочатку розглянемо послідовність кроків, яку потрібно виконати для сервера.

Сокет пов'язують з адресою за допомогою системного виклику bind(). Для сокетів домену UNIX як адресу задають ім'я файла, для сокетів домену Інтерне-ту - необхідні характеристики мережного з'єднання. Далі клієнт для встановлення з'єднання й обміну повідомленнями має буде вказати цю адресу.

Сервер дає змогу клієнтам встановлювати з'єднання, виконавши системний виклик listen() для дескриптора сокету, створеного раніше.

Після виходу із системного виклику 1іsten() сервер готовий приймати від клієнтів запити на з'єднання. Ці запити вишиковуються в чергу. Для отримання запиту із цієї черги і створення з'єднання використовують системний виклик accept(). Внаслідок його виконання в застосування повертають новий сокет для обміну даними із клієнтом. Старий сокет можна використовувати далі для приймання нових запитів на з'єднання. Якщо під час виклику accept () запити на з'єднання в черзі відсутні, сервер переходить у стан очікування.

Для клієнта послідовність дій після створення сокету зовсім інша. Замість трьох кроків досить виконати один — встановити з'єднання із використанням системного виклику connect(). Параметрами цього виклику задають дескриптор створеного раніше сокету, а також адресу, подібну до вказаної на сервері для виклику bind ().

Після встановлення з'єднання (і на клієнті, і на сервері) з'явиться можливість передавати і приймати дані з використанням цього з'єднання. Для передавання даних застосовують системний виклик send(), а для приймання — recv().

Зазначену послідовність кроків використовують для встановлення надійного з'єднання. Якщо все, що нам потрібно, - це відіслати і прийняти конкретне повідомлення фіксованої довжини, то з'єднання можна й не створювати зовсім. Для цього як відправник, так і одержувач повідомлення мають попередньо зв'язати сокети з адресами через виклик bind(). Потім можна скористатися викликами прямого передавання даних: sendto() - для відправника і recvfromO - для одержувача. Параметрами цих викликів задають адреси одержувача і відправника, а також адреси буферів для даних.

Докладніше використання сокетів буде описано в розділі 16.

Віддалений виклик процедур

Технологія віддаленого виклику процедур (Remote Procedure Call, RPC) [37, 50, 52, 57] є прикладом синхронного обміну повідомленнями із підтвердженням отримання. Розглянемо послідовність кроків, необхідних для обміну даними в цьому разі.

Операцію send оформляють як виклик процедури із параметрами.

Після виклику такої процедури відправник переходить у стан очікування, а дані (ім'я процедури і параметри) доставляються одержувачеві. Одержувач може перебувати на тому самому комп'ютері, чи на віддаленій машині; технологія RPC приховує це. Класичний віддалений виклик процедур передбачає, що процес-одержувач створено внаслідок запиту.

Одержувач виконує операцію гесеі ve і на підставі даних, що надійшли, виконує відповідні дії (викликає локальну процедуру за іменем, передає їй параметри і обчислює результат).

Обчислений результат повертають відправникові як окреме повідомлення.

Після отримання цього повідомлення відправник продовжує своє виконання, розглядаючи обчислений результат як наслідок виклику процедури.

Приклади використання віддаленого виклику процедур будуть нами розглянуті в розділі 20.

Контрольні питання:

1. Технології передавання повідомлень.

2. Канали.

3. Черги повідомлень.

4. Сокети.

5. Типи сокетів.

6. Віддалений виклик процедур.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

471. Теория системно-информационного подхода 1.46 MB
  Информационный принцип максимальной энтропии. Определения количества возможных схем разделения исходной смеси. Задача выбора оптимальной схемы разделения. Оптимальная декомпозиция ректификационной системы. Распределение концентраций компонентов в выходных потоках.
472. Создание реалистического изображения трехмерной сцены методом трассировки лучей 254.5 KB
  Базовые возможности и входной язык программы синтеза реалистических изображений на основе метода трассировки лучей, разработать трехмерный композитный объект с применением операций конструктивной твердотельной геометрии (CSG).
473. Карбюратор Солекс Ваз 2108 176.5 KB
  Устройство карбюратора ВАЗ Солекс. Экономайзер мощностных режимов состоит. Следует отметить, что экономайзер мощностных режимов карбюратора 2108 Солекс вступает в работу при практически полностью нажатой педали газа.
474. Исследование электрических цепей при переходных процессах первого и второго родов 407 KB
  Расчёт и исследование электрических цепей при переходных процессах. При решении задач использовались законы коммутации: iL(0-)=iL(0+), UC(0-) = UC(0+). Также использовался метод наложения при определении некоторых токов и напряжений в промежуточных стадиях решения задач.
475. Методические указания по разработке экономической части выпускной квалификационной работы Технология машиностроения 356 KB
  Рекомендации по выполнению экономической части дипломного проекта. Обоснование необходимости предлагаемых разработок. Расчет показателей эффективности капитальных вложений. Обоснование необходимости предлагаемых конструкторских разработок.
476. Патриарх Никон и его наследие в контексте русской истории, культуры и мысли: опыт демифологизации 290 KB
  Восстановление Московским государством религиозно-, культурно- и политико-экономических связей в масштабах православной Эйкумены. Личность и деятельность Патриарха Никона в археографических источниках и генезис образа Патриарха в авторских интерпретациях как артефактах культуры XVIII - начала XXI в.
477. ЭВМ в практических задачах, практикум для студентов технических специальностей 401.5 KB
  Копирование или перемещение формулы. Абсолютные, относительные и смешанные ссылки. Арифметические операторы. Приведите примеры. Логическая функция ЕСЛИ. Синтаксис, применение. Вложенная функция ЕСЛИ. Приведите примеры.
478. Вирусные инфекции (эпидемический паротит, ящур) 384.5 KB
  Эпидемиологические особенности вирусных инфекций. Основные аспекты патогенеза вирусных инфекций (эпидемический паротит, ящур). Алгоритмы специфической и дифференциальной диагностики. Систему профилактических и противоэпидемических мероприятий при вирусных инфекциях.
479. Технологическое проектирование ГАТП на 130 автомобилей ЗИЛ-130 с агрегатным участком 71.24 KB
  Важным фактором повышения эффективности использования автомобильного транспорта является совершенствование методов технического обслуживания и текущего ремонта подвижного состава, его концентрация в крупных автотранспортных объединениях с использованием индустриальных технологий обеспечения работоспособности подвижного состава.