Hàm socket chấp nhận () hoạt động như thế nào?

API socket là tiêu chuẩn thực tế cho truyền thông TCP / IP và UDP / IP (nghĩa là mã mạng như chúng ta biết). Tuy nhiên, một trong những chức năng cốt lõi của nó, accept()là một chút ma thuật.

Để mượn một định nghĩa bán chính thức:

accept () được sử dụng ở phía máy chủ. Nó chấp nhận một nỗ lực đến nhận được để tạo kết nối TCP mới từ máy khách từ xa và tạo một ổ cắm mới được liên kết với cặp địa chỉ ổ cắm của kết nối này.

Nói cách khác, accepttrả về một ổ cắm mới thông qua đó máy chủ có thể giao tiếp với máy khách mới được kết nối. Ổ cắm cũ (trên đóaccept được gọi) vẫn mở, trên cùng một cổng, lắng nghe các kết nối mới.

Làm thế nào để acceptlàm việc? Nó được thực hiện như thế nào? Có rất nhiều nhầm lẫn về chủ đề này. Nhiều người tuyên bố chấp nhận mở một cổng mới và bạn giao tiếp với khách hàng thông qua cổng đó. Nhưng điều này rõ ràng là không đúng, vì không có cổng mới nào được mở. Bạn thực sự có thể giao tiếp qua cùng một cổng với các máy khách khác nhau, nhưng bằng cách nào? Khi một số luồng gọi recvtrên cùng một cổng, làm thế nào để dữ liệu biết đi đâu?

Tôi đoán đó là thứ gì đó dọc theo dòng địa chỉ của khách hàng được liên kết với bộ mô tả ổ cắm và bất cứ khi nào dữ liệu đi qua recvnó được chuyển đến đúng ổ cắm, nhưng tôi không chắc chắn.

Thật tuyệt khi có được một lời giải thích kỹ lưỡng về hoạt động bên trong của cơ chế này.

Sự nhầm lẫn của bạn nằm ở chỗ nghĩ rằng một ổ cắm được xác định bởi IP máy chủ: Cổng máy chủ. Khi trong thực tế, các ổ cắm được xác định duy nhất bởi một bộ thông tin:

Client IP : Client Port và Server IP : Server Port

Vì vậy, trong khi IP máy chủ và Cổng máy chủ không đổi trong tất cả các kết nối được chấp nhận, thông tin phía máy khách là thứ cho phép nó theo dõi mọi thứ đang diễn ra ở đâu.

Ví dụ để làm rõ mọi thứ:

Nói rằng chúng tôi có một máy chủ tại 192.168.1.1:80và hai khách hàng, 10.0.0.1và 10.0.0.2.

10.0.0.1mở một kết nối trên cổng cục bộ 1234và kết nối với máy chủ. Bây giờ máy chủ có một ổ cắm được xác định như sau:

10.0.0.1:1234 - 192.168.1.1:80  

Bây giờ 10.0.0.2mở một kết nối trên cổng cục bộ 5678và kết nối với máy chủ. Bây giờ máy chủ có hai ổ cắm được xác định như sau:

10.0.0.1:1234 - 192.168.1.1:80  
10.0.0.2:5678 - 192.168.1.1:80

Chỉ cần thêm vào câu trả lời của người dùng "17 trên 26"

Ổ cắm thực sự bao gồm 5 tuple - (ip nguồn, cổng nguồn, ip đích, cổng đích, giao thức). Ở đây giao thức có thể TCP hoặc UDP hoặc bất kỳ giao thức lớp vận chuyển nào. Giao thức này được xác định trong gói từ trường 'giao thức' trong IP datagram.

Do đó, có thể phải có các ứng dụng khác nhau trên máy chủ giao tiếp với cùng một máy khách trên cùng 4 bộ dữ liệu nhưng khác nhau trong trường giao thức. Ví dụ

Apache ở phía máy chủ nói chuyện trên (server1.com:880-client1:1234 trên TCP) và World of Warcraft nói chuyện trên (server1.com:880-client1:1234 trên UDP)

Cả máy khách và máy chủ sẽ xử lý trường này dưới dạng trường giao thức trong gói IP trong cả hai trường hợp là khác nhau ngay cả khi tất cả 4 trường khác đều giống nhau.

Điều làm tôi bối rối khi tôi học điều này, đó là các thuật ngữ socketvà portgợi ý rằng chúng là một thứ gì đó vật lý, trong khi thực tế chúng chỉ là cấu trúc dữ liệu mà hạt nhân sử dụng để trừu tượng hóa các chi tiết của mạng.

Như vậy, các cấu trúc dữ liệu được triển khai để có thể tách rời các kết nối khỏi các máy khách khác nhau. Về cách chúng được triển khai, câu trả lời là một.) Không thành vấn đề, mục đích của API socket chính xác là việc triển khai không quan trọng hoặc b.) Chỉ cần xem xét. Ngoài các sách Stevens được đề xuất cao cung cấp mô tả chi tiết về một triển khai, hãy xem nguồn trong Linux hoặc Solaris hoặc một trong các BSD.

Như anh chàng kia đã nói, một ổ cắm được xác định duy nhất bởi 4-tuple (IP khách, Cổng khách, IP máy chủ, Cổng máy chủ).

Quá trình máy chủ chạy trên Server IP duy trì cơ sở dữ liệu (có nghĩa là tôi không quan tâm loại cấu trúc dữ liệu bảng / danh sách / cây / mảng / ma thuật nào mà nó sử dụng) của các ổ cắm đang hoạt động và lắng nghe trên Cổng máy chủ. Khi nhận được tin nhắn (thông qua ngăn xếp TCP / IP của máy chủ), nó sẽ kiểm tra IP và Cổng của khách hàng dựa trên cơ sở dữ liệu. Nếu IP khách hàng và Cổng khách hàng được tìm thấy trong một mục nhập cơ sở dữ liệu, thông báo sẽ được gửi đến một trình xử lý hiện có, một mục nhập cơ sở dữ liệu mới được tạo và một trình xử lý mới xuất hiện để xử lý ổ cắm đó.

Trong những ngày đầu của ARPAnet, một số giao thức nhất định (FTP cho một) sẽ lắng nghe một cổng được chỉ định cho các yêu cầu kết nối và trả lời bằng cổng chuyển giao. Thông tin liên lạc khác cho kết nối đó sẽ đi qua cổng bàn giao. Điều này đã được thực hiện để cải thiện hiệu suất trên mỗi gói: máy tính chậm hơn vài bậc trong những ngày đó.