Linux操作系統網絡服務器模型

 　　所謂並發服務器就是在同一個時刻可以處理來自多個客戶端的請求;循環服務器是指服務器在同一時刻只可以響應一個客戶端的請求。而且對於TCP和UDP套接字，這兩種服務器的實現方式也有不同的特點。

　　1、TCP循環服務器：

　　首先TCP服務器接受一個客戶端的連接請求，處理連接請求，在完成這個客戶端的所有請求後斷開連接，然後再接受下一個客戶端的請求。創建TCP循環服務器的算法如下：

　　代碼如下:

　　socket(……); //創建一個TCP套接字

　　bind(……); //邦定公認的端口號

　　listen(……); //傾聽客戶端連接

　　while(1) //開始循環接收客戶端連接

　　{

　　accept(……);//接收當前客戶端的連接

　　while(1)

　　{ //處理當前客戶端的請求

　　read(……);

　　process(……);

　　write(……);

　　}

　　close(……); //關閉當前客戶端的連接，准備接收下一個客戶端連接

　　}

　　TCP循環服務器一次只處理一個客戶端的請求，如果有一個客戶端占用服務器不放時，其它的客戶機連接請求都得不到及時的響應。因此，TCP服務器一般很少用循環服務器模型的。

　　2、TCP並發服務器：

　　並發服務器的思想是每一個客戶端的請求並不由服務器的主進程直接處理，而是服務器主進程創建一個子進程來處理。創建TCP並發服務器的算法如下：

　　代碼如下:

　　socket(……); //創建一個TCP套接字

　　bind(……); //邦定公認的端口號

　　listen(……);//傾聽客戶端連接

　　while(1) //開始循環接收客戶端的接收

　　{

　　accept(……);//接收一個客戶端的連接

　　if(fork(……)==0) //創建子進程

　　{

　　while(1)

　　{ //子進程處理某個客戶端的連接

　　read(……);

　　process(……);

　　write(……);

　　}

　　close(……); //關閉子進程處理的客戶端連接

　　exit(……) ;//終止該子進程

　　}

　　close(……); //父進程關閉連接套接字描述符，准備接收下一個客戶端連接

　　}

　　TCP並發服務器可以解決TCP循環服務器客戶端獨占服務器的情況。但同時也帶來了一個不小的問題，即響應客戶機的請求，服務器要創建子進程來處理，而創建子進程是一種非常消耗資源的操作。

　　3、UDP循環服務器：

　　UDP服務器每次從套接字上讀取一個客戶端的數據報請求，處理接收到的UDP數據報，然後將結果返回給客戶機。創建UDP循環服務器的算法如下：

　　1 socket(……); //創建一個數據報類型的套接字 2 bind(……); //邦定公認的短口號 3 while(1) //開始接收客戶端的連接 4 { //接收和處理客戶端的UDP數據報 5 recvfrom(……); 6 process(……); 7 sendto(……);//准備接收下一個客戶機的數據報 8 }

　　消除行號

　　因為UDP是非面向連接的，沒有一個客戶端可以獨占服務器。只要處理過程不是死循環，服務器對於每一個客戶機的請求總是能夠處理的。

　　UDP循環服務器在數據報流量過大時由於處理任務繁重可能造成客戶技數據報丟失，但是因為UDP協議本身不保證數據報可靠到達，所以UDP協議是允許丟失數據報的。

　　鑒於以上兩點，一般的UDP服務器采用循環方式4、UDP並發服務器把並發的概念應用UDP就得到了並發UDP服務器，和並發TCP服務器模型一樣是創建子進程來處理的。

　　創建UDP並發服務器的算法如下：

　　代碼如下:

　　socket(……); //創建一個數據報類型的套接字

　　bind(……); //邦定公認的短口號

　　while(1) //開始接收客戶端的連接

　　{ //接收和處理客戶端的UDP數據報

　　recvfrom(……);

　　if(fork(……)==0) //創建子進程

　　{

　　rocess(……);

　　sendto(……);

　　}

　　}

　　除非服務器在處理客戶端的請求所用的時間比較長以外，人們實際上很少用這種UDP並發服務器模型的。

　　4、多路復用I/O並發服務器：

　　創建子進程會帶來系統資源的大量消耗，為了解決這個問題，采用多路復用I/O模型的並發服務器。采用select函數創建多路復用I/O模型的並發服務器的算法如下：

　　初始化(socket，bind，listen);

　　代碼如下:

　　while(1)

　　{

　　設置監聽讀寫文件描述符(FD_*);

　　調用select;

　　如果是傾聽套接字就緒，說明一個新的連接請求建立

　　{

　　建立連接(accept);

　　加入到監聽文件描述符中去;

　　}

　　否則說明是一個已經連接過的描述符

　　{

　　進行操作(read或者write);

　　}

　　多路復用I/O可以解決資源限制問題，此模型實際上是將UDP循環模型用在了TCP上面。這也會帶了一些問題，如由於服務器依次處理客戶的請求，所以可能導致友的客戶會等待很久。