AF_INET域与AF_UNIX域socket通信原理对比

25-02-26 14

如果您对AF_INET域与AF_UNIX域socket通信原理对比感兴趣，那么这篇文章一定是您不可错过的。我们将详细讲解AF_INET域与AF_UNIX域socket通信原理对比的各种细节，此外还有关

如果您对AF_INET域与AF_UNIX域socket通信原理对比感兴趣，那么这篇文章一定是您不可错过的。我们将详细讲解AF_INET域与AF_UNIX域socket通信原理对比的各种细节，此外还有关于AF_INET 是什么？、AF_INET是什么？、AF_UNIX socket开销？、AF_UNIX和AF_INET的实用技巧。

本文目录一览：

AF_INET域与AF_UNIX域socket通信原理对比
AF_INET 是什么？
AF_INET是什么？
AF_UNIX socket开销？
AF_UNIX和AF_INET

AF_INET域与AF_UNIX域socket通信原理对比

转自：http://blog.csdn.net/sandware/article/details/40923491，此处只用于个人收藏总结

1.AF_INET域socket通信过程

典型的TCP/IP四层模型的通信过程。

发送方、接收方依赖IP:Port来标识，即将本地的socket绑定到对应的IP端口上，发送数据时，指定对方的IP端口，经过Internet，可以根据此IP端口最终找到接收方；接收数据时，可以从数据包中获取到发送方的IP端口。

发送方通过系统调用send()将原始数据发送到操作系统内核缓冲区中。内核缓冲区从上到下依次经过TCP层、IP层、链路层的编码，分别添加对应的头部信息，经过网卡将一个数据包发送到网络中。经过网络路由到接收方的网卡。网卡通过系统中断将数据包通知到接收方的操作系统，再沿着发送方编码的反方向进行解码，即依次经过链路层、IP层、TCP层去除头部、检查校验等，最终将原始数据上报到接收方进程。

2.AF_UNIX域socket通信过程

典型的本地IPC，类似于管道，依赖路径名标识发送方和接收方。即发送数据时，指定接收方绑定的路径名，操作系统根据该路径名可以直接找到对应的接收方，并将原始数据直接拷贝到接收方的内核缓冲区中，并上报给接收方进程进行处理。同样的接收方可以从收到的数据包中获取到发送方的路径名，并通过此路径名向其发送数据。

3.相同点

操作系统提供的接口socket(),bind(),connect(),accept(),send(),recv()，以及用来对其进行多路复用事件检测的select(),poll(),epoll()都是完全相同的。收发数据的过程中，上层应用感知不到底层的差别。

4.不同点

1 建立socket传递的地址域，及bind()的地址结构稍有区别：

socket() 分别传递不同的域AF_INET和AF_UNIX

bind()的地址结构分别为sockaddr_in（制定IP端口）和sockaddr_un（指定路径名）

2 AF_INET需经过多个协议层的编解码，消耗系统cpu，并且数据传输需要经过网卡，受到网卡带宽的限制。AF_UNIX数据到达内核缓冲区后，由内核根据指定路径名找到接收方socket对应的内核缓冲区，直接将数据拷贝过去，不经过协议层编解码，节省系统cpu，并且不经过网卡，因此不受网卡带宽的限制。

3 AF_UNIX的传输速率远远大于AF_INET

3 AF_INET不仅可以用作本机的跨进程通信，同样的可以用于不同机器之间的通信，其就是为了在不同机器之间进行网络互联传递数据而生。而AF_UNIX则只能用于本机内进程之间的通信。

5.使用场景

AF_UNIX由于其对系统cpu的较少消耗，不受限于网卡带宽，及高效的传递速率，本机通信则首选AF_UNIX域。

不用多说，AF_INET则用于跨机器之间的通信。

AF_INET 是什么？

AF_INET is an address family that is used to designate the type of addresses that your socket can communicate with (in this case, Internet Protocol v4 addresses). When you create a socket, you have to specify its address family, and then you can only use addresses of that type with the socket. The Linux kernel, for example, supports 29 other address families such as UNIX (AF_UNIX) sockets and IPX (AF_IPX), and also communications with IRDA and Bluetooth (AF_IRDA and AF_BLUETOOTH, but it is doubtful you''ll use these at such a low level).

For the most part, sticking with AF_INET for socket programming over a network is the safest option. There is also AF_INET6 for Internet Protocol v6 addresses.

Hope this helps,

大意就是用于 socket 创建通信连接的类型，这里就是 ipv4 地址类型的通信连接可用。

AF_INET是什么？

For the most part, sticking with AF_INET for socket programming over a network is the safest option. There is also AF_INET6 for Internet Protocol v6 addresses.

Hope this helps,

大意就是用于socket创建通信连接的类型，这里就是ipv4地址类型的通信连接可用。

AF_UNIX socket开销？

我看到一些奇怪的东西，一对AF_UNIX插座创建的呼叫，如：

socketpair(AF_UNIX,SOCK_STREAM,sfd);

其中sfd是文件描述符的int [2]数组。

首先，默认缓冲区大小似乎是122K(124928字节)，而不是/ proc / sys / net(如wmem_default，设置为128K)的任何东西。有没有人知道这个奇怪的缓冲区大小的原因？

第二，当通过套接字写入小消息(8字节)时。我只能在写入块之前写入其中的423个，这只有8 * 423 = 3384字节，另一个奇数的大小。这些消息的作用就好像它们每个占用了一点点字节一样。这个开销的来源是什么？

在RHEL6上运行(2.6.32,64位)

我写了一个程序来尝试不同大小的数据来比较间接成本：

#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

#define DATA_SIZE 4

void run(size_t size) {
    int sfd[2];
    if (socketpair(AF_UNIX,sfd) == -1) {
        perror("error");
    }


    int sndbuf,sbsize = sizeof(sndbuf);
    getsockopt(sfd[0],SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,&sndbuf,(socklen_t*)&sbsize);

    printf("Data Size: %zd\n",size);
    char buff[size];   
    size_t wrote=0;
    for (size_t ii=0; ii < 32768; ii++) {
        if ((send(sfd[0],buff,size,MSG_DONTWAIT) == -1) && (errno == EAGAIN)) {
            wrote = ii;
            break;
        }
    }

    printf("Wrote:     %zd\n",wrote);

    if (wrote != 0) { 
        int bpm = sndbuf/wrote;
        int oh  = bpm - size;

        printf("Bytes/msg: %i\n",bpm);
        printf("Overhead:  %i\n",oh);
        printf("\n");
    }

    close(sfd[0]); close(sfd[1]);
}

int main() {
    int sfd[2];
    socketpair(AF_UNIX,sfd);

    int sndbuf,(socklen_t*)&sbsize);

    printf("Buffer Size: %i\n\n",sndbuf);
    close(sfd[0]); close(sfd[1]);

    for (size_t ii=4; ii <= 4096; ii *= 2) {
        run(ii);
    }
}

这使：

Buffer Size: 124928

Data Size: 4
Wrote:     423
Bytes/msg: 295
Overhead:  291

Data Size: 8
Wrote:     423
Bytes/msg: 295
Overhead:  287

Data Size: 16
Wrote:     423
Bytes/msg: 295
Overhead:  279

Data Size: 32
Wrote:     423
Bytes/msg: 295
Overhead:  263

Data Size: 64
Wrote:     423
Bytes/msg: 295
Overhead:  231

Data Size: 128
Wrote:     348
Bytes/msg: 358
Overhead:  230

Data Size: 256
Wrote:     256
Bytes/msg: 488
Overhead:  232

Data Size: 512
Wrote:     168
Bytes/msg: 743
Overhead:  231

Data Size: 1024
Wrote:     100
Bytes/msg: 1249
Overhead:  225

Data Size: 2048
Wrote:     55
Bytes/msg: 2271
Overhead:  223

Data Size: 4096
Wrote:     29
Bytes/msg: 4307
Overhead:  211

与管道相比，绝对有很多开销：

Data Size: 4
Wrote:     16384
Bytes/msg: 4
Overhead:  0

Data Size: 8
Wrote:     8192
Bytes/msg: 8
Overhead:  0

Data Size: 16
Wrote:     4096
Bytes/msg: 16
Overhead:  0

Data Size: 32
Wrote:     2048
Bytes/msg: 32
Overhead:  0

Data Size: 64
Wrote:     1024
Bytes/msg: 64
Overhead:  0

Data Size: 128
Wrote:     512
Bytes/msg: 128
Overhead:  0

Data Size: 256
Wrote:     256
Bytes/msg: 256
Overhead:  0

Data Size: 512
Wrote:     128
Bytes/msg: 512
Overhead:  0

Data Size: 1024
Wrote:     64
Bytes/msg: 1024
Overhead:  0

Data Size: 2048
Wrote:     32
Bytes/msg: 2048
Overhead:  0

Data Size: 4096
Wrote:     16
Bytes/msg: 4096
Overhead:  0

看看插座(7)手册页。有一个部分如下：

SO_SNDBUF
Sets or gets the maximum socket send buffer in bytes. The kernel doubles this value
(to allow space for bookkeeping overhead) when it is set using setsockopt(2),and this
doubled value is returned by getsockopt(2). The default value is set by the
/proc/sys/net/core/wmem_default file and the maximum allowed value is set by the
/proc/sys/net/core/wmem_max file. The minimum (doubled) value for this option is
2048.

所以看起来，开销仅仅是为了保存内核的簿记信息。

AF_UNIX和AF_INET

family参数代表地址家族，比较常用的为AF_INET或AF_UNIX。AF_UNIX用于同一台机器上的进程间通信，AF_INET对于IPV4协议的TCP和UDP 。

type参数代表套接字类型，SOCK_STREAM（流套接字）或者SOCK_DGRAM（数据报文套接字）。

其中AF_INET类型有关的例子非常多，但AF_UNIX的少见，所以给出一个AF_UNIX简单的例子，并通过select实现非阻塞socket。

Server端：

<pre class="python" name="code">import os  
import socket  
import select  
import sys  
  
sock = socket.socket(socket.AF_UNIX, socket.SOCK_STREAM)  
path = ''./tt.d''  
if os.path.exists(path):  
   os.unlink(path)  
sock.bind(path)  
sock.listen(5)  
  
infds, outfds, errfds = select.select([sock,],[],[],5)  
if len(infds) != 0:  
   con,addr = sock.accept()  
   print con.recv(1024)  
   con.close()  
   sock.close()  
print ''5 seconds later no data coming''

Server

Client端：

</pre><pre class="python" name="code">import socket    
  
sock = socket.socket(socket.AF_UNIX, socket.SOCK_STREAM)    
sock.connect(''./tt.d'')    
sock.send(''Hello Socket'')    
sock.close()