Windows-Sockets: Hintergrund
In diesem Artikel werden die Eigenschaften und der Zweck von Windows Sockets erläutert. Der Artikel enthalt auch folgende Informationen:
In der Spezifikation für Windows Sockets wird eine mit einem Binärformat kompatible Netzwerk-Programmierungsschnittstelle für Microsoft Windows definiert. Windows Sockets basieren auf der UNIX-Socketimplementierung in Berkeley Software Distribution (BSD, Release 4.3) der Universität von Kalifornien, Berkeley, USA. Die Spezifikation umfasst die Socketroutinen im BSD-Format und für Windows spezifische Erweiterungen. Wenn Sie Windows Sockets verwenden, kann die Anwendung über ein beliebiges Netzwerk kommunizieren, das der Windows Sockets-API entspricht. Auf Win32 sorgen Windows Sockets für Threadsicherheit.
Viele Netzwerksoftwareanbieter unterstützen Windows Sockets für Netzwerkprotokolle, wie Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), Xerox Network System (XNS), Digital Equipment Corporations DECNet-Protokoll, Internet Packet Exchange/Sequenced Packed Exchange-Protokoll (IPX/SPX) von Novell Corporation und andere. Obwohl in der vorhandenen Windows Socket-Spezifikation die Socketabstraktion für TCP/IP definiert wird, kann jedes Netzwerkprotokoll mit Windows Sockets übereinstimmen, indem es eine eigene Version der DLL (Dynamic Link Library) bereitstellt, in der Windows Sockets implementiert sind. Kommerzielle Anwendungen, die mit Windows Sockets geschrieben werden, sind z. B. X Windows-Server, Terminalemulatoren und E-Mail-Systeme.
Hinweis
Der Zweck von Windows Sockets ist, eine Abstraktion jenseits des zugrunde liegenden Netzwerks zu bieten, damit dieses Netzwerk nicht bekannt sein muss und die Anwendung auf einem beliebigen Netzwerk ausgeführt werden kann, das Sockets unterstützt. Daher werden in dieser Dokumentation keine Details zu Netzwerkprotokollen erläutert.
Die Microsoft Foundation Class-Bibliothek (MFC-Bibliothek) unterstützt Programmierung mit der Windows Sockets-API, indem sie zwei Klassen bereitstellt. Eine dieser Klassen, CSocket, bietet eine hohe Abstraktionsebene, wodurch die Programmierung der Netzwerkkommunikation vereinfacht wird.
Die Windows Sockets-Spezifikation "Windows Sockets: An Open Interface for Network Computing Under Microsoft Windows" (jetzt in Version 1.1) wurde als offener Netzwerkstandard von einer großen Gruppe von Einzelpersonen und Unternehmen in der TCP/IP-Community entwickelt und kann kostenlos verwendet werden. Das Socket-Programmiermodell unterstützt derzeit eine „Kommunikationsdomäne“ und verwendet dabei die Internetprotokollsammlung. Die Spezifikation ist im Windows SDK verfügbar.
Tipp
Da die Sockets die Internetprotokollsammlung verwenden, werden sie als bevorzugte Route für Anwendungen verwendet, die Internetkommunikation auf der „Datenautobahn“ unterstützen.
Definition eines Sockets
Ein Socket ist ein Kommunikationsendpunkt - ein Objekt, durch das eine Windows Socket-Anwendung Datenpakete über ein Netzwerk sendet oder empfängt. Ein Socket hat einen Typ, ist einem laufenden Prozess zugeordnet und einen Namen haben. Derzeit tauschen Sockets Daten im Allgemeinen nur mit anderen Sockets in derselben "Kommunikationsdomäne" aus, in der die Internetprotokollfamilie verwendet wird.
Beide Arten von Sockets sind bidirektional. Es handelt sich um Datenflüsse, die in beide Richtungen gleichzeitig übermittelt werden können (Vollduplex).
Zwei Sockettypen sind verfügbar:
Streamsockets
Streamsockets sorgen für einen Datenfluss ohne Datensatzbegrenzungen: ein Bytedatenstrom. Streams werden garantiert übermittelt, ordnungsgemäß sequenziert und sind nicht dupliziert.
Datagrammsockets
Datagrammsockets unterstützen einen Datenfluss nach Datensätzen, der nicht garantiert übermittelt wird und eventuell beim Senden nicht sequenziert wird oder dupliziert sein kann.
"Sequenziert" bedeutet, dass Pakete in der gesendeten Reihenfolge übermittelt werden. "Nicht dupliziert" bedeutet, dass Sie ein bestimmtes Paket nur einmal abrufen können.
Hinweis
Bei einigen Netzwerkprotokollen, wie XNS, können Datenströme auf Datensätze als Datensatzstreams anstelle von Bytedatenströmen ausgerichtet sein. Bei dem allgemeineren Protokoll TCP/IP sind die Datenströme jedoch Bytedatenströme. Windows Sockets stellen eine Abstraktionsebene bereit, die unabhängig vom zugrunde liegenden Protokoll ist.
Informationen zu diesen Typen und welche Art von Socket in welchen Situationen verwendet werden soll, finden Sie unter Windows Sockets: Stream Sockets und Windows Sockets: Datagram Sockets.
Der SOCKET-Datentyp
Jedes MFC-Socketobjekt umfasst ein Handle für ein Windows Socket-Objekt. Der Datentyp dieses Handles ist SOCKET. Ein SOCKET-Handle entspricht dem HWND für ein Fenster. MFC-Socketklassen stellen Operationen für das enthaltene Handle bereit.
Der SOCKET-Datentyp wird im Windows SDK ausführlich beschrieben. Siehe "Socket-Datentyp und Fehlerwerte" unter Windows Sockets.
Verwendung für Sockets
Sockets sind in mindestens drei Kommunikationskontexten äußerst nützlich:
Client/Server-Modelle
Peer-zu-Peer-Szenarien, wie Messaging-Anwendungen
Remoteprozeduraufrufe (RPC), bei denen die empfangende Anwendung eine Meldung als Funktionsaufruf interpretiert
Tipp
Das ideale Argument für die Verwendung von MFC-Sockets ist, wenn Sie beide Enden der Kommunikation schreiben und dabei eine MFC-Bibliothek an beiden Enden verwenden. Weitere Informationen zu diesem Thema, einschließlich der Verwaltung des Falls bei der Kommunikation mit Nicht-MFC-Anwendungen, finden Sie unter Windows Sockets: Byte-Sortierung.
Weitere Informationen finden Sie unter Windows Sockets Specification: ntohs, ntohl, htons, htonl. Informationen finden Sie auch in folgenden Themen: