单片机电路——IPC网络

 

单片机电路——IPC网络
补充知识

l 数据传输:一个进程需要将它的数据发送给另一个进程,发送的数据量在一个字节到几兆字节之间。

l 共享数据:多个进程想要操作共享数据,一个进程对共享数据的修改,别的进程应该立刻看到。

l 通知事件:一个进程需要向另一个或一组进程发送消息,通知它(它们)发生了某种事件(如进程终止时要通知 父进程)。

l 资源共享:多个进程之间共享同样的资源。为了作到这一点,需要 内核提供锁和同步机制。

l 进程控制:有些进程希望完全控制另一个进程的执行(如Debug进程),此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常,并能够及时知道它的状态改变。

进程通过与内核及其它进程之间的互相通信来协调它们的行为。Linux支持多种进程间通信(IPC)机制,信号和管道是其中的两种。除此之外,Linux还支持System V 的IPC机制(用首次出现的Unix版本命名)。

双工Duplex Separation,移动设备之间的通信链路会占用两个频率:从终端到网络(上行链路)的传输信道,以及一个反方向(下行链路)的信道。双工的含义是可以同时进行双向传输,就如平时的在电话中通话那样。像步行对话机这样的设备是半双工或简单双工的 

单工通信:在同一时间只有一方能接受或发送信息,不能实现双向通信,举例:电视,广播 半双工通信:在同一时间只可以有一方接受或发送信息,可以实现双向通信。举例:对讲机 全双工通信:在同一时间可以同时接受和发送信息,实现双向通信。

全双工:全双工传输可以提高网络效率,但是实际上仍是配合其他相关设备才有用。例如必须选用双绞线的网络缆线才可以全双工传输,而且中间所接的集线器(HUB),也要能全双工传输;最后,所采用的网络操作系统也得支持全双工作业,如此才能真正发挥全双工传输的威力。指可以同时(瞬时)进行信号的双向传输(A→B且B→A)。指A→B的同时B→A,是瞬时同步的。

半双工:即Half-duplex Communication。这种通信方式可以实现双向的通信,但不能在两个方向上同时进行,必须轮流交替地进行。也就是说,通信信道的每一段都可以是发送端,也可以是接收端。但同一时刻里,信息只能有一个传输方向。如日常生活中的例子有步话机通信等。 指一个时间内只有一个方向的信号传输(A→B或B→A)。

举例说明其原理:一座桥的两头分别有车要过桥,如果桥比较宽,就可以来左去右,互不影响,这就是全双工;如果桥窄,只能先过一边的车,然后再过另一边的车,这就是半双工。

什么是IPC?

系统IPC的三种方式类同,都是使用了内核里的 标识符来识别.

FAQ1: 管道与 文件描述符,文件指针的关系?

答: 其实管道的使用方法与文件类似,都能使用read,write,open等普通IO函数. 管道描述符来类似于 文件描述符. 事实上, 管道使用的描述符, 文件指针和文件描述符最终都会转化成系统中SOCKET描述符. 都受到系统内核中SOCKET描述符的限制. 本质上LINUX内核源码中管道是通过空文件来实现.

FAQ2: 管道的使用方法?

答: 主要有下面几种方法: 1)pipe, 创建一个管道,返回2个管道描述符.通常用于 父子进程之间通讯. 2)popen, pclose: 这种方式只返回一个管道描述符,常用于通信另一方是stdin or stdout; 3)mkpipe: 命名管道, 在许多进程之间进行交互.

FAQ3: 管道与系统IPC之间的优劣比较?

答: 管道: 优点是所有的UNIX实现都支持, 并且在最后一个访问管道的进程终止后,管道就被完全删除;缺陷是管道只允许单向传输或者用于 父子进程之间.

系统IPC: 优点是功能强大,能在毫不相关进程之间进行通讯; 缺陷是 关键字KEY_T使用了 内核标识,占用了内核资源,而且只能被显式删除,而且不能使用SOCKET的一些机制。

FAQ4: WINDOS进程间通信与LINUX进程间通信的关系?

答: 事实上,WINDOS的 进程通信大部分移植于UNIX, WINDOS的 剪贴板,文件映射等都可从UNIX进程通信的共享存储中找到影子.

FAQ5: 进程间通信与线程间通信之间的关系?

答: 因为WINDOWS运行的实体是线程, 狭义上的进程间通信其实是指分属于不同进程的线程之间的通讯.而单个进程之间的 线程同步问题可归并为一种特殊的 进程通信.它要用到 内核支持的 系统调用来保持线程之间同步. 通常用到的一些线程同步方法包括:Event, Mutex, 信号量Semaphore, 临界区资源等.

Linux

Linux中的进程间通信(IPC,InterProcess Communication)方法有管道、消息队列、 信号、共享内存、套接口等。

 

什么是TCP?

     TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流传输层通信协议,由IETF的RFC793定义。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能,用户数据报协议UDP)是同一层内另一个重要的传输协议。在因特网协议族(Internet protocol suite)中,TCP层是位于IP层之上,应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接,但是IP层不提供这样的流机制,而是提供不可靠的包交换。

     TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 即传输控制协议/网间协议,是一个工业标准的协议集,它是为广域网(WAN)设计的。它是由ARPANET网的研究机构发展起来的。

TCP/IP的标准在一系列称为RFC的文档中公布。文档由技术专家、特别工作组、或RFC编辑修订。公布一个文档时,该文档被赋予一个RFC编号,如RFC959(FTP的说明文档)、RFC793(TCP的说明文档)、RFC791(IP的说明文档)等。最初的RFC一直保留而从来不会被更新,如果修改了该文档,则该文档又以一个新号码公布。因此,重要的是要确认你拥有了关于某个专题的最新RFC文档。通常在RFC的开头部分,有相关RFC的更新(update)、排错(errata)、作废(obsolete)信息,提示读者信息的时效性。

什么是socket?

      socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭),这些函数我们在后面进行介绍。

socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字,而socket()用于创建一个socket描述符(socket descriptor),它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样,后续的操作都有用到它,把它作为参数,通过它来进行一些读写操作。

正如可以给fopen的传入不同参数值,以打开不同的文件。创建socket的时候,也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符,socket函数的三个参数分别为:

  • domain:即协议域,又称为协议族(family)。常用的协议族有,AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL(或称AF_UNIX,Unix域socket)、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型,在通信中必须采用对应的地址,如AF_INET决定了要用ipv4地址(32位的)与端口号(16位的)的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
  • type:指定socket类型。常用的socket类型有,SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等(socket的类型有哪些?)。
  • protocol:故名思意,就是指定协议。常用的协议有,IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等,它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议(这个协议我将会单独开篇讨论!)。

注意:并不是上面的type和protocol可以随意组合的,如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当protocol为0时,会自动选择type类型对应的默认协议

     TCP(Tr

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