socket

第一部分概念理解

1.什么是socket

socket稱為"嵌套字",是用于網絡通信的方法。它的實質并不是一種協議,沒有規定計算機應當怎么樣傳遞消息,只是給程序員提供了一個發送消息的接口,程序員使用這個接口提供的方法,發送與接收消息。

2.通信過程

每一個應用或者說服務,都有一個端口。比如DNS的53端口,http的80端口。我們能由DNS請求到查詢信息,是因為DNS服務器時時刻刻都在監聽53端口,當收到我們的查詢請求以后,就能夠返回我們想要的IP信息。所以,從程序設計上來講,應該包含以下步驟:

Socket通信過程如下:

1.服務端利用Socket監聽端口;
2.客戶端發起連接;
3.服務端返回信息,建立連接,開始通信;
4.客戶端,服務端斷開連接。

第二部分、各協議的區別

TCP/IP SOCKET HTTP

網絡七層由下往上分別為物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層

其中物理層、數據鏈路層和網絡層通常被稱作媒體層,是網絡工程師所研究的對象;

傳輸層、會話層、表示層和應用層則被稱作主機層,是用戶所面向和關心的內容。

http協議 對應于應用層
tcp協議 對應于傳輸層
ip協議 對應于網絡層

三者本質上沒有可比性。 何況HTTP協議是基于TCP連接的。

TCP/IP是傳輸層協議,主要解決數據如何在網絡中傳輸;而HTTP是應用層協議,主要解決如何包裝數據。

我們在傳輸數據時,可以只使用傳輸層(TCP/IP),但是那樣的話,由于沒有應用層,便無法識別數據內容,如果想要使傳輸的數據有意義,則必須使用應用層協議,應用層協議很多,有HTTP、FTP、TELNET等等,也可以自己定義應用層協議。WEB使用HTTP作傳輸層協議,以封裝HTTP文本信息,然后使用TCP/IP做傳輸層協議將它發送到網絡上。

Socket是對TCP/IP協議的封裝,Socket本身并不是協議,而是一個調用接口(API),通過Socket,我們才能使用TCP/IP協議。

socket原理

概念

套接字(socket)是通信的基石,是支持TCP/IP協議的網絡通信的基本操作單元。它是網絡通信過程中端點的抽象表示,包含進行網絡通信必須的五種信息:連接使用的協議,本地主機的IP地址,本地進程的協議端口,遠地主機的IP地址,遠地進程的協議端口。

應用層通過傳輸層進行數據通信時,TCP會遇到同時為多個應用程序進程提供并發服務的問題。多個TCP連接或多個應用程序進程可能需要通過同一個 TCP協議端口傳輸數據。為了區別不同的應用程序進程和連接,許多計算機操作系統為應用程序與TCP/IP協議交互提供了套接字(Socket)接口。應用層可以和傳輸層通過Socket接口,區分來自不同應用程序進程或網絡連接的通信,實現數據傳輸的并發服務。

建立

建立Socket連接至少需要一對套接字,其中一個運行于客戶端,稱為ClientSocket,另一個運行于服務器端,稱為ServerSocket。

套接字之間的連接過程分為三個步驟:服務器監聽,客戶端請求,連接確認
1.服務器監聽:服務器端套接字并不定位具體的客戶端套接字,而是處于等待連接的狀態,實時監控網絡狀態,等待客戶端的連接請求。
2.客戶端請求:指客戶端的套接字提出連接請求,要連接的目標是服務器端的套接字。為此,客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務器的套接字,指出服務器端套接字的地址和端口號,然后就向服務器端套接字提出連接請求。
3.連接確認:當服務器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時,就響應客戶端套接字的請求,建立一個新的線程,把服務器端套接字的描述發給客戶端,一旦客戶端確認了此描述,雙方就正式建立連接。而服務器端套接字繼續處于監聽狀態,繼續接收其他客戶端套接字的連接請求。

基本TCP客戶—服務器程序設計基本框架

常見的套接字的創建方式

常用的Socket類型有兩種:流式Socket(SOCK_STREAM)和數據報式Socket(SOCK_DGRAM)。流式是一種面向連接的Socket,針對于面向連接的TCP服務應用;數據報式Socket是一種無連接的Socket,對應于無連接的UDP服務應用

1.創建嵌套字
socket(int af,int type,int protocol);

socket函數接受3個參數.第一個參數(af)指定地址族,對于TCP/IP協議的套接字,它只能是AF_INET(也可以寫成PF_INET);第二個參數(type)指定Socket類型,對于1.1版本的Socket,他只支持兩種類型的套接字,SOCKE_STREAM指定產生流式套接字,SOCK_DGRAM產生數據報套接字;第三個參數(protocol)是與特定的地址家族相關的協議,如果指定為0,那么系統就會根據地址格式和套接類別,自動選擇一個合適的協議.這是推薦使用的一種選擇協議的方法.

如果socket函數調用成功,他就會返回一個新的socket數據類型的套接字描述符;如果調用失敗,這個函數返回一個INVALID_SOCKET值,錯誤信息可以通過WSAGetLastError函數返回.

2.建立地址與嵌套字的關系
bind(sockid, local addr, addrlen)
3.服務器端監聽客戶端請求
listen( Sockid ,quenlen)

建立服務器/客戶端的連接 (面向連接TCP)

1.客戶端請求連接
Connect(sockid, destaddr, addrlen)
2.服務器端等待從編號為Sockid的Socket上接收客戶連接請求
newsockid=accept(Socked,Clientaddr, paddrlen)

發送/接收數據

1.面向連接:
send(sockid, buff, bufflen) 
recv( )
2.面向無連接:
sendto(sockid,buff,…,addrlen) 
recvfrom( )

釋放套接字

close(socked)
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