# Ca1mSocket

**Repository Path**: ccjabc/ca1m-socket

## Basic Information

- **Project Name**: Ca1mSocket
- **Description**: Linux高性能服务器编程部分学习笔记。
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 1
- **Created**: 2025-10-21
- **Last Updated**: 2025-10-21

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# Linux高性能服务器编程

学习笔记。

| 章节 | 内容                                    |
| ---- | --------------------------------------- |
| 5    | [Linux网络编程基础API](./chap05/README.md) |
| 6    | [高级I/O函数](./chap06/README.md)          |
| 7    | [Linux服务器程序规范](./chap07/README.md)  |
| 8    | [高性能服务器程序框架](./chap08/README.md) |
| 9    | [I/O复用](./chap09/README.md)              |
| 10   | [信号](./chap10/README.md)                 |
| 11   | [定时器](./chap11/README.md)               |

## TCP/IP协议族

> TCP/IP协议族是一个四层协议系统，自底向上分别是数据链路层、网络层、传输层和应用层。每一层完成不同的功能，且通过若干协议来实现，上层协议使用下层协议提供的服务。数据链路层、网络层、传输层协议是在内核中实现的，因此操作系统需要实现一组系统调用，使得应用程序能够访问这些协议提供的服务，实现这组系统调用的API即是socket。

![image.png](./res/img1.png)

- <mark>数据链路层实现了网卡接口的网络驱动程序，以处理数据在物理媒介上的传输。</mark>ARP协议和RARP协议实现了IP地址和机器物理地址之间的相互转换。<mark>ARP协议的用途：</mark>网络层使用IP地址寻址一台机器，而数据链路层使用物理地址寻址一台机器，因此网络层必须先将目标机器的IP地址转化成其物理地址，才能使用数据链路层提供的服务。<mark>ARP协议的工作原理：</mark>主机向自己所在的网络广播一个ARP请求，该请求包含目标机器的网络地址，此网络上的其他机器都将收到这个请求，但只有被请求的目标机器会回应一个ARP应答，其中包含自己的物理地址。
- 网络层实现数据包的选路和转发，最核心的协议是IP协议（<mark>根据数据包的目的IP地址来决定如何投递它</mark>）。ICMP协议是IP协议的补充，用于检测网络连接，其并非严格意义上的网络层协议，因为它使用处于同一层的IP协议提供的服务（<mark>一般来说，上层协议使用下层协议提供的服务</mark>）。
- 传输层为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。传输层只关心通信的起始端和目的端，而不在乎数据包的中转过程。协议主要有TCP协议（<mark>可靠的面向连接的流式服务</mark>）和UDP协议（<mark>不可靠的无连接的报式服务</mark>）。
- <mark>应用层负责处理应用程序的逻辑。</mark>包括ping应用程序（利用ICMP报文检测网络连接）、telnet协议（远程登录协议）、DNS协议（提供机器域名到IP地址的转换）。

> 通过封装，上层协议可以使用下层协议提供的服务。每层协议都将在上层数据的基础上加上自己的头部信息（有时包括尾部信息），以实现该层的功能。

![image.png](./res/img2.png)

经过数据链路层封装的数据称为帧（frame），帧是最终在物理网络上传输的字节序列。

> 当帧到达目的主机时，将沿着协议栈自底向上依次传递。各层协议依次处理帧中本层负责的头部数据，以获取所需的信息，并最终将处理后的帧交给目标应用程序。该过程即为分用。

![image.png](./res/img3.png)

## IP协议特点

> <mark>IP协议是TCP/IP协议族的动力，它为上层协议提供无状态、无连接、不可靠的服务。</mark>无状态是指IP通信双方不同步传输数据的状态信息。无连接是指IP通信双方都不长久地持有对方的任何信息。不可靠是指IP协议不能保证IP数据包准确地到达接收端。

## TCP协议特点

> 使用TCP协议通信的双方必须先建立连接，然后才能开始数据的读写。双方都必须为该连接分配必要的内核资源，以管理连接的状态和连接上数据的传输。TCP连接是全双工的，即目标双方的数据读写可以通过一个连接进行。完成数据的交换后，通信双方都必须断开连接以释放系统资源。

# 12章 - 高性能I/O框架库Libevent

## I/O框架概述

> I/O框架库以库函数的形式，封装了较为底层的系统调用，给应用程序提供了一组更便于使用的接口。各种I/O框架库的实现原理基本相似，要么以Reactor模式实现，要么以Proactor模式实现，要么同时以这两种模式实现。

> 基于Reactor模式的I/O框架库包含如下几个组件：句柄（Handle）、事件多路分发器（EventDemultiplexer）、事件处理器（EventHandler）和具体的事件处理器（ConcreteEventHandler）。

1. 句柄：I/O框架库要处理的对象，即I/O事件、信号和定时事件，统一称为事件源。一个事件源通常和一个句柄绑定在一起。<mark>句柄的作用是：当内核检测到就绪事件时，它通过句柄来通知应用程序这一事件。</mark>
2. 事件多路分发器：I/O框架库一般将系统支持的I/O复用系统调用封装成统一的接口，称为事件多路分发器。
3. 事件处理器和具体事件处理器：I/O框架库提供的事件处理器通常是一个接口，用户需要继承它来实现自己的事件处理器，即具体事件处理器。
4. Reactor：I/O框架库的核心。

## Libevent

> Libevent是开源社区的一款高性能的I/O框架库，其学习者和使用者众多。