net包学习基础——网络IO

一、概念
  说到网络,首先想到OSI七层协议和TCP/IP四层协议。在脑海中建模,通常上网,大部分数据都是自顶向下先从应用程序(应用层,用户态)传递到内核中进行网络选择(内核态,具体选择使用TCP或者UDP)后到达内核态中的物理层面——网卡(数据链路层网卡driver、物理层高低电平转换和编解码),最后从网卡通过网络传输介质传递到对端机器的网卡——到达另一台计算机。然后再自底向上一步一步,数据从网卡传递到内核态,最后再拷贝到用户态。(有偏差,待修正,欢迎提出意见)。
  一般的IO就是数据的输入和输出,在网络IO中,即为两台机器之间以通信的方式进行数据的输入和输出。在计算机中,能够存储数据的一定是存储介质,而且一般采用的存储结构无非是数组、链表、树。而我们知道,网络中的数据是以二进制的形式传输的。所以,可以简单认为,数据就是二进制数组的元素。那么网络IO就是数据从应用程序内存中的数组到达操作系统的IO数组,通过一台机器的操作系统和另一台机器的操作系统用网络介质连接后,将数据传输到另一台机器的操作系统的操作。操作系统的IO数组就是 IO buffer,而程序的数组就是我们熟悉的字节数组。
二、分类
    在网络IO中,可以分为一下两个阶段:
        第一阶段:硬件接口到内核态
        第二阶段:内核态到用户态
   而在第一阶段由对方决定了什么时候把数据发过来(阻塞问题)
   在第二阶段有操作系统决定,陷入内核态拷贝数据(同步问题)
   阻塞非阻塞值得是第一阶段,进程等待缓冲区被写入数据的方式;同步异步指的是第二阶段,进程需不需要等待操作系统从缓冲区拷贝到应用中。


通常,在讨论的网络IO是针对linux操作系统而言。网络IO的分类和发展过程是随着linux的内核演变而变化的,可以分为一下:
1、阻塞IO(BIO)和非阻塞IO(NIO)
2、多路复用(select/poll/epoll)




参考资料
1、什么是网络io(csdn)
2、网络io演变过程(知乎以及评论)

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