Kapitel 5: Interprozesskommunikation

Implizite Kommunikation nutzt einen gemeinsamen Speicherbereich, auf den alle Kommunikationspartner zugreifen können. Daten werden durch Schreiben und Lesen in diesen Bereich ausgetauscht. Die Kommunikation ist schnell zu initialisieren, da Adressräume nicht angepasst werden müssen und das Betriebssystem nicht involviert ist.

Bei impliziter Kommunikation wartet der Empfänger aktiv (busy-waiting), bis Daten im gemeinsamen Speicherbereich verfügbar sind. Es gibt keine Signalisierung, ob Daten vorhanden sind. Dieser Ansatz eignet sich besser für die Kommunikation innerhalb einer Hardware-Einheit.

Explizite Kommunikation erfolgt durch Senden einer Nachricht, die der Empfänger aktiv empfangen muss. Diese Form ist flexibler und funktioniert auch über Hardware-Grenzen hinweg.

Eine Nachricht in der expliziten Kommunikation muss einen Header enthalten, der Informationen wie Sende- und Empfangs-Adresse, Größe der Daten und andere relevante Informationen enthält.

Die explizite Kommunikation kann durch verschiedene Standards spezialisiert werden, um den Aufbau und die Interpretation der Nachricht zu vereinheitlichen.

Ein schmalbandiges Signal, das immer abgefangen werden muss und kleinere Datenmengen enthält.

Eine Anweisung, die der Empfänger ausführen soll.

Zwei oder mehr Prozesse, die Daten miteinander austauschen, um zu kommunizieren.

Wenn nur ein Prozess Daten sendet, der andere nur empfängt.

Wenn beide Prozesse gleichzeitig Daten senden und empfangen können.

Der Sender schickt die Nachricht, aber der Empfänger muss sie aktiv abrufen.

Der Sender sendet die Nachricht und wartet auf eine Bestätigung.

Der Sender wird sofort nach dem Senden in den Empfangsmodus versetzt.

Ein logischer Bytestrom ist eine Folge von Bytes, die unabhängig von der ursprünglichen Datengröße gelesen werden kann. Dies ermöglicht es, Daten in verschiedenen Formaten (z.B. als Character oder Long) aus dem Puffer zu lesen.

Ein Byte-Puffer ist ein temporärer Speicherbereich, der Daten zwischen zwei Kommunikationspartnern speichert.

Der Puffer funktioniert nach dem FIFO-Prinzip (First In, First Out). Das bedeutet, dass die Daten in der Reihenfolge empfangen werden, in der sie gesendet wurden, und auch in dieser Reihenfolge aus dem Puffer entnommen werden.

Eine Pipe ist ein unidirektionaler Datenstrom zwischen zwei Kommunikationspartnern, der wie eine FIFO-Warteschlange funktioniert. Daten werden hinten in die Pipe geschrieben und vorne gelesen.

Bevor Daten in eine Pipe geschrieben oder aus ihr gelesen werden können, muss sie mit dem Systemaufruf "pipe()" erzeugt werden.

Named Pipes sind eine Art von Pipes, bei denen eine gemeinsame Datei als Puffer verwendet wird. So können verschiedene Prozesse auf den gleichen Datenstrom zugreifen.

Der Befehl "grep" in der Linux-Kommandozeile kann genutzt werden, um Daten aus einer Datei in eine Pipe zu laden. Dadurch kann der Befehl "wc -l" dann die Anzahl der Wörter in der Datei aus der Pipe zählen.

Die Funktion ermöglicht die Initialisierung einer neuen Socketvariablen mit identischen Eigenschaften wie eine bestehende Serversocketvariablen.

Die Funktion ermöglicht es dem Client, einen Verbindungswunsch an den Server zu senden.

Die Funktion ermöglicht die Übertragung von Daten vom Client zum Server.

Diese Funktion ermöglicht den Empfang von Daten vom Server.

Die Funktion schliesst die Socketverbindung.

UDP-Verbindungen übertragen Nachrichten ohne eine feste Verbindung. Nachrichten werden in einen Puffer des Empfängers gesendet, ohne Gewähr für Zustellung oder Verarbeitung.

UDP ist unzuverlässiger als TCP, da es keine Garantie für die Zustellung von Nachrichten gibt.

Aktive Prozesse initiieren die Kommunikation mit passiven Prozessen. Sie erhalten einen Port vom Betriebssystem, um eine Verbindung zu senden.

Passive Prozesse warten passiv auf eine Verbindungsanfrage von einem aktiven Prozess.

Ein 5-Tupel identifiziert eindeutig eine Kommunikationsbeziehung zwischen zwei Prozessen über das Internet basierend auf Ports.

Ein 5-Tupel besteht aus Quell-IP-Adresse, Ziel-IP-Adresse, Quell-Port, Ziel-Port und Protokoll.

Sockets ermöglichen eine stream-basierte Kommunikation zwischen zwei Endpunkten (Ports).

Sockets bestehen aus zwei unabhängigen Streams: einem Input- und einem Output-Stream für jeden Kommunikationspartner.

Eine Sequenz von Zeichen, die zusammen einen Text bilden. Ein String ist ein Datentyp, der in vielen Programmiersprachen verwendet wird.

Ein Puffer im Speicher, der dazu dient, Zeichenfolgen (Strings) zu speichern. Er dient als temporäre Speicher, bevor die Daten verarbeitet oder weitergeleitet werden.

Der Prozess, Daten aus einem String-Puffer zu lesen.

Die Funktion, die Daten in einen String-Puffer schreibt.

Die Funktion, die Daten aus einem String-Puffer liest.

Eine Funktion, die eine bestehende Verbindung zwischen Server und Client schließt.

Ein Netzwerkprotokoll, das den zuverlässigen Transport von Daten zwischen zwei Geräten ermöglicht.

Ein Netzwerkprotokoll, das die Kommunikation zwischen einem Server und mehreren Clients ermöglicht.