分类： LINUX
2012-05-30 10:33:12
虚拟终端或串口终端的数目是有限的，虚拟终端一般就是/dev/tty1~/dev/tty6六个，串口终端的数目也不超过串口的数目。然而网络终端或图形终端窗口的数目却是不受限制的，这是通过伪终端（Pseudo TTY）实现的。一套伪终端由一个主设备（PTY Master）和一个从设备（PTY Slave）组成。主设备在概念上相当于键盘和显示器，只不过它不是真正的硬件而是一个内核模块，操作它的也不是用户而是另外一个进程。从设备和上面介绍的/dev/tty1这样的终端设备模块类似，只不过它的底层驱动程序不是访问硬件而是访问主设备。通过的实验结果可以看到，网络终端或图形终端窗口的Shell进程以及它启动的其它进程都会认为自己的控制终端是伪终端从设备，例如/dev/pts/0、/dev/pts/1等。下面以telnet为例说明网络登录和使用伪终端的过程。
图 34.3. 伪终端
用户通过telnet客户端连接服务器。如果服务器配置为独立（Standalone）模式，则在服务器监听连接请求是一个telnetd进程，它fork出一个telnetd子进程来服务客户端，父进程仍监听其它连接请求。
另外一种可能是服务器端由系统服务程序inetd或xinetd监听连接请求，inetd称为Internet Super-Server，它监听系统中的多个网络服务端口，如果连接请求的端口号和telnet服务端口号一致，则fork/exec一个telnetd子进程来服务客户端。xinetd是inetd的升级版本，配置更为灵活。
telnetd子进程打开一个伪终端设备，然后再经过fork一分为二：父进程操作伪终端主设备，子进程将伪终端从设备作为它的控制终端，并且将文件描述符0、1、2指向控制终端，二者通过伪终端通信，父进程还负责和telnet客户端通信，而子进程负责用户的登录过程，提示输入帐号，然后调用exec变成login进程，提示输入密码，然后调用exec变成Shell进程。这个Shell进程认为自己的控制终端是伪终端从设备，伪终端主设备可以看作键盘显示器等硬件，而操作这个伪终端的“用户”就是父进程telnetd。
当用户输入命令时，telnet客户端将用户输入的字符通过网络发给telnetd服务器，由telnetd服务器代表用户将这些字符输入伪终端。Shell进程并不知道自己连接的是伪终端而不是真正的键盘显示器，也不知道操作终端的“用户”其实是telnetd服务器而不是真正的用户。Shell仍然解释执行命令，将标准输出和标准错误输出写到终端设备，这些数据最终由telnetd服务器发回给telnet客户端，然后显示给用户看。
如果telnet客户端和服务器之间的网络延迟较大，我们会观察到按下一个键之后要过几秒钟才能回显到屏幕上。这说明我们每按一个键telnet客户端都会立刻把该字符发送给服务器，然后这个字符经过伪终端主设备和从设备之后被Shell进程读取，同时回显到伪终端从设备，回显的字符再经过伪终端主设备、telnetd服务器和网络发回给telnet客户端，显示给用户看。也许你会觉得吃惊，但真的是这样：每按一个键都要在网络上走个来回！
BSD系列的UNIX在/dev目录下创建很多ptyXX和ttyXX设备文件，XX由字母和数字组成，ptyXX是主设备，相对应的ttyXX是从设备，伪终端的数目取决于内核配置。而在SYS V系列的UNIX上，伪终端主设备是/dev/ptmx，“mx”表示Multiplex，意思是多个主设备复用同一个设备文件，每打开一次/dev/ptmx，内核就分配一个主设备，同时在/dev/pts目录下创建一个从设备文件，当终端关闭时就从/dev/pts目录下删除相应的从设备文件。Linux同时支持上述两种伪终端，目前的标准倾向于SYS V的伪终端。
