系统调用序列是指在网络编程中,应用程序通过系统调用与操作系统进行交互的调用流程。以 TCP 协议为例,典型的系统调用序列包括以下步骤:
一、创建套接字(socket)
这是建立网络连接的第一步,通过 `socket()` 系统调用创建一个套接字对象,指定协议族(如 AF_INET 表示 IPv4)、套接字类型(如 SOCK_STREAM 表示面向连接的 TCP 套接字)和协议(如 TCP)。
二、绑定地址(bind)
使用 `bind()` 系统调用将套接字与特定地址绑定,通常指定 IP 地址和端口号,使服务器能够监听特定端口。
三、监听连接(listen)
通过 `listen()` 系统调用使套接字进入监听状态,等待客户端发起连接请求。此调用会设置套接字为被动模式,仅接受传入连接。
四、接受连接(accept)
当客户端发送连接请求时,服务器使用 `accept()` 系统调用接收连接。该调用会创建一个新的套接字用于与客户端通信,并返回一个新的 socket 文件描述符。
五、发送数据(send)
使用 `send()` 系统调用将数据发送到已连接的客户端。数据需要通过套接字描述符传输。
六、接收数据(receive)
通过 `receive()` 系统调用从客户端接收数据。与 `send()` 类似,数据通过套接字传输。
补充说明
系统调用接口:在 FreeBSD 等操作系统中,`socket()` 的系统调用原型为 `int socket(struct proc *p, struct socket_args *uap, int retval)`,其中 `socket_args` 结构体包含协议族、套接字类型和协议等参数。
协议栈处理:系统调用完成后,数据会在用户态和内核态之间传递,经历网络协议栈的处理(如 TCP 协议封装)。
以上步骤形成了 TCP 连接建立和数据传输的基本流程,是网络编程的核心机制。