《Windows網絡與通信程式設計（第3版）》——1.4 網絡應用程式設計基礎

本節書摘來自異步社群《windows網絡與通信程式設計（第3版）》一書中的第1章，第1.4節,作者： 陳香凝 , 王烨陽 , 陳婷婷 , 張铮 更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視。

本節講述網絡應用程式設計的原則和網絡程式開發環境的設定。

1.4.1　網絡程式體系結構

在建立網絡應用程式之前，首先要決定應用程式的體系結構。應用程式體系結構（application architecture）由應用程式開發者設計，它指定了在各種各樣的終端系統上，應用程式是如何組織的。本節介紹現有的主要體系結構：客戶機/伺服器體系結構、p2p體系結構和這兩種結構的混合。

1．客戶機/伺服器體系結構

在客戶機/伺服器體系結構中，有一個總是在運作的主機，稱為伺服器，它為來自其他許多稱為客戶的主機提供服務。客戶主機可以随時打開和關閉。最通俗的例子就是web應用程式：web伺服器總是打開的，等待用戶端程式（如ie浏覽器）的請求，通過向它們發送網頁資料響應這些請求。客戶機/伺服器體系結構有如下兩個特點：

（1）用戶端程式之間并不直接交流資訊，它們僅與伺服器通信。

（2）伺服器方有一個固定的、公開的位址，稱為ip位址（後面要讨論）。

伺服器有固定的位址，而且總是打開的，是以用戶端程式才能通過向伺服器位址發送封包與之進行通信。

2．p2p（peer-to-peer，點對點）體系結構

單純的p2p體系結構中，不再有總是運作的伺服器了，任意的兩台主機對（稱為peer）都可以直接互相通信。因為peer之間可以不經過特定的伺服器通信，是以這個體系結構稱為peer-to-peer，簡寫為p2p。在p2p結構中，不再需要任何機器總是打開的，也不再需要任何機器有固定的ip位址了。現在，網上有許多著名的p2p軟體，如瘋狂一時的bt、現今的emule、倍受青睐的qq等。

p2p體系結構的優點之一就是它的可伸縮性。例如，在p2p檔案共享程式中，數萬的peer也許會參與到其中，每個peer既作為伺服器向其他peer提供資源，又作為用戶端從其他peer下載下傳檔案。是以，每增加一個peer，不僅增加了對資源的需求，也增加了對資源的供給。

另一方面，p2p使用者高度分散，它們難以管理。如，有一個重要的檔案僅一個peer擁有，但是這個peer随時都有可能離開網絡。

實際上，單純使用p2p體系結構的程式很少，大都需要一個中心伺服器來維護總體狀态，初始化用戶端之間的連接配接等，這可以算是兩種體系結構的混合了。由于網絡結構不同，防火牆設定各異，程式設計時還會遇到更多的問題，如如何穿過内網防火牆、如何穿過nat等，後面會詳細介紹。

1.4.2　網絡程式通信實體

程序是通信的實體，它們在不同的終端系統上通過計算機網絡來交流資訊。發送程序建立消息，将之發送到網絡，接收程序接收這些消息，發送響應。

1．客戶和伺服器程序

對于互相通信的兩個程序，通常稱一方為客戶，另一方為伺服器。在web裡，浏覽器是客戶程序，web伺服器是伺服器程序。在p2p檔案共享系統裡，下載下傳檔案的peer稱為客戶，上傳檔案的peer稱為伺服器。下面給出客戶和伺服器程序的具體定義：

在一對程序的通信會話上下文中，初始化通信的程序稱為客戶，等待通信連接配接的程序稱為伺服器。

2．套接字（socket）

從一個程序發送到另一個程序的任何消息都必須經過下層網絡。程序從網絡中接收資料，向網絡發送資料都是通過它的套接字（socket）來進行的。為了了解程序和套接字的關系，我們打個比方，程序好比是一個房子，套接字便是房子的門。當程序向其他主機中的程序發送消息時，它将消息推出門（套接字）進入網絡。一旦消息到達目标主機，它穿過接收程序的門（套接字），傳遞給接收程序。是以，套接字便是主機内應用層和傳輸層的接口，也稱為程式和網絡間的api（application programming interface，應用程式程式設計接口）。本書在講述使用者模式網絡程式設計時，使用的主要是windows提供的套接字接口。

1.4.3　網絡程式開發環境

下載下傳sdk并安裝後，還要對visual c++開發環境進行設定。單擊菜單“tools/options...”，彈出options對話框，選擇directories頁籤，首先在“show directories for:”下拉菜單中選擇include files，将新sdk中頭檔案的目錄添加到“directories:”清單中，并将其移動到最上方，如圖1.8（左）所示，然後在“show directories for:”下拉菜單中選擇library files，進行同樣的設定，如圖1.8（右）所示。

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在講述核心網絡元件開發時，還需要下載下傳安裝windows ddk工具，後面再詳細說明。

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