linux高性能网络编程pdf（Linux高性能网络编程）

一 
  
  
  
  
  
  
 、课程目标

本次课程深入讲解Linux下的socket编程 
  
  
  
  
  
  
 ，并以此为基础
  
  
  
  
  
  
  ，着重讨论如何提高网络服务端应用的性能
 


 


 


 


 


 


 

，通过本次课程的学习 
 
 
 
 
 
 
，学员将收获以下方面的成果：

熟练使用socket系列函数进行网络编程； 深刻理解服务端应用的性能要求； 利用Linux提供的各种机制
   
   
   
   
   
   
   ，有效地解决服务端应用的性能瓶颈              。

二
  
  
  
  
  
  
  、参训要求

参加本次课程的学员须具备以下能力：

了解TCP/IP协议
 

 

 

 

 

 

 
，有网络编程概念 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
。 本次课程使用 C语言 教学 

 

 

 

 

 

 

，所以学员需拥有较好的C语言基础； 能熟练使用常用的Linux命令； 能熟练使用gcc
 


 


 


 


 


 


 

、gdb 
 
 
 
 
 
 
、熟练撰写makefile； 最好熟练使用vi
   
   
   
   
   
   
   、emacs等文本编辑器其中的一种













。

三
 

 

 

 

 

 

 
、课程实践环境

学员自备电脑 操作系统：GNU/Linux 2.6+（建议使用Redhat AS 5+或Ubuntu 

 

 

 

 

 

 

、Fedora） 编译器：GCC v4.1+              、GDB v7.0+ 可选IDE：Eclipse CDT

四

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 、课程大纲

本次课程由以下几个部分构成：

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、POSIX Thread - 多线程

线程管理 线程创建：pthread_create() 线程终止：pthread_exit() 线程连接和分离：join and detach 线程同步机制 互斥体：mutex 读写锁：read-write lock 条件变量：condition variable 线程属性控制 mutex属性控制

2                     、Socket 简介

Socket地址数据结构：struct sockaddr              ，struct sockaddr_in 字节序以及字节序操作：ntohl(), ntohs(), htonl(), htons() Internet地址操作：inet_aton(), inet_addr(), and inet_ntoa(), inet_pton(), inet_ntop()

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 、TCP Socket

socket()：创建socket bind()：绑定地址 listen()：开始侦听 accept()：接受来自客户端的连接 connect()：连接到服务器 getsockname()和getpeername()：获取本地和对端地址 I/O 操作：read(), write() 更高效的I/O 操作：readv(), writev() TCP Server编程步骤 TCP Server v1：迭代式Echo Server TCP Server v2：多进程并发式Echo Server

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 ，使用fork()和exec*() TCP Server v3：多线程并发式Echo Server













，使用pthread TCP Client编程步骤 TCP Client：Echo Client

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、UDP Socket

recvfrom()和sendto()：收发UDP数据报 UDP Echo Server UDP Echo Client 组播(Multicast)和广播(Broadcast)

5              、Socket Options和 IP Options

常用的Socket Options 常用的IP Options Socket选项和IP选项对网络应用的影响

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 、I/O多路复用：构建反应式(Reactive)网络应用

UNIX I/O多路复用机制概要 为什么I/O 多路复用对于网络应用很重要 I/O 多路复用与多线程（反应式模型和并发模型） select / poll 在TCP Server和UDP Server中使用select和poll Linux特有I/O 多路复用机制：Event poll (epoll) 在TCP Server和UDP Server中使用epoll

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、异步I/O：构建前摄式(Proactive)网络应用

相关概念：同步I/O和异步I/O 
  
  
  
  
  
  
 、Proactor模式 异步I/O 是如何提高I/O 性能的 异步I/O系列操作 使用异步I/O的机制构建TCP Server

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  、高性能网络编程讨论

考究高性能网络编程中应该遵循的原则                     ，讨论并发
 


 


 


 


 


 


 

、同步 
 
 
 
 
 
 
、事件多路分离等机制的适用场合 网络应用的瓶颈何在 事件多路分离 vs 一连接一线程 (Event demultiplexing vs One thread per connection) 同步I/O vs 异步I/O (Synchronous I/O vs Asynchronous I/O) 如何适当地使用多线程 什么时候需要多个 事件多路分离线程

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   、应用层协议定义与实现

为什么要自定义应用层协议 定义应用层协议 (以XMMEP协议为例) 用C++实现自定义的协议 (以XMMEP协议为例)

注：XMMEP为X-Messenger Message Exchanging Protocol

五
 

 

 

 

 

 

 
、时间安排

课程时间：2天
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ，以每天6小时计




















，具体安排如下：

Day1 1 - POSIX Thread - 多线程 2 - Socket 简介 3 - TCP Socket 4 - UDP Socket 5 - Socket Options和 IP Options Day2 6 - I/O多路复用：构建反应式(Reactive)网络应用 7 - 异步I/O：构建前摄式(Proactive)网络应用 8 - 高性能网络编程讨论 9 - 应用层协议定义与实现 课程回顾与总结

六 

 

 

 

 

 

 

、课程资源

可获取的课程资源见：教学资源 
  
  
  
  
  
  
 。