socket

作者: 心有琳鑫 | 来源:发表于2016-06-16 11:38 被阅读133次

    第一部分概念理解

    1.什么是socket

    socket称为"嵌套字",是用于网络通信的方法。它的实质并不是一种协议,没有规定计算机应当怎么样传递消息,只是给程序员提供了一个发送消息的接口,程序员使用这个接口提供的方法,发送与接收消息。

    2.通信过程

    每一个应用或者说服务,都有一个端口。比如DNS的53端口,http的80端口。我们能由DNS请求到查询信息,是因为DNS服务器时时刻刻都在监听53端口,当收到我们的查询请求以后,就能够返回我们想要的IP信息。所以,从程序设计上来讲,应该包含以下步骤:

    Socket通信过程如下:

    1.服务端利用Socket监听端口;
    2.客户端发起连接;
    3.服务端返回信息,建立连接,开始通信;
    4.客户端,服务端断开连接。

    第二部分、各协议的区别

    TCP/IP SOCKET HTTP

    网络七层由下往上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层

    其中物理层、数据链路层和网络层通常被称作媒体层,是网络工程师所研究的对象;

    传输层、会话层、表示层和应用层则被称作主机层,是用户所面向和关心的内容。

    http协议 对应于应用层
    tcp协议 对应于传输层
    ip协议 对应于网络层

    三者本质上没有可比性。 何况HTTP协议是基于TCP连接的。

    TCP/IP是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输;而HTTP是应用层协议,主要解决如何包装数据。

    我们在传输数据时,可以只使用传输层(TCP/IP),但是那样的话,由于没有应用层,便无法识别数据内容,如果想要使传输的数据有意义,则必须使用应用层协议,应用层协议很多,有HTTP、FTP、TELNET等等,也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP作传输层协议,以封装HTTP文本信息,然后使用TCP/IP做传输层协议将它发送到网络上。

    Socket是对TCP/IP协议的封装,Socket本身并不是协议,而是一个调用接口(API),通过Socket,我们才能使用TCP/IP协议。

    socket原理

    概念

    套接字(socket)是通信的基石,是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示,包含进行网络通信必须的五种信息:连接使用的协议,本地主机的IP地址,本地进程的协议端口,远地主机的IP地址,远地进程的协议端口。

    应用层通过传输层进行数据通信时,TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个 TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接,许多计算机操作系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以和传输层通过Socket接口,区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信,实现数据传输的并发服务。

    建立

    建立Socket连接至少需要一对套接字,其中一个运行于客户端,称为ClientSocket,另一个运行于服务器端,称为ServerSocket。

    套接字之间的连接过程分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,连接确认
    1.服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。
    2.客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。
    3.连接确认:当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。

    基本TCP客户—服务器程序设计基本框架

    常见的套接字的创建方式

    常用的Socket类型有两种:流式Socket(SOCK_STREAM)和数据报式Socket(SOCK_DGRAM)。流式是一种面向连接的Socket,针对于面向连接的TCP服务应用;数据报式Socket是一种无连接的Socket,对应于无连接的UDP服务应用

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

    socket函数接受3个参数.第一个参数(af)指定地址族,对于TCP/IP协议的套接字,它只能是AF_INET(也可以写成PF_INET);第二个参数(type)指定Socket类型,对于1.1版本的Socket,他只支持两种类型的套接字,SOCKE_STREAM指定产生流式套接字,SOCK_DGRAM产生数据报套接字;第三个参数(protocol)是与特定的地址家族相关的协议,如果指定为0,那么系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议.这是推荐使用的一种选择协议的方法.

    如果socket函数调用成功,他就会返回一个新的socket数据类型的套接字描述符;如果调用失败,这个函数返回一个INVALID_SOCKET值,错误信息可以通过WSAGetLastError函数返回.

    2.建立地址与嵌套字的关系
    bind(sockid, local addr, addrlen)
    
    3.服务器端监听客户端请求
    listen( Sockid ,quenlen)
    

    建立服务器/客户端的连接 (面向连接TCP)

    1.客户端请求连接
    Connect(sockid, destaddr, addrlen)
    
    2.服务器端等待从编号为Sockid的Socket上接收客户连接请求
    newsockid=accept(Socked,Clientaddr, paddrlen)
    

    发送/接收数据

    1.面向连接:
    send(sockid, buff, bufflen) 
    recv( )
    
    2.面向无连接:
    sendto(sockid,buff,…,addrlen) 
    recvfrom( )
    

    释放套接字

    close(socked)
    

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