Linux系统编程10：Socket编程1-概念

1.套接字

1.1 什么是socket

• socket是一个编程接口
• socket是一种特殊的文件描述符

everything in Unix is a file

1.2 协议域domain

No.	参数	含义
1	AF_INET	IPv4
2	AF_INET6	IPv6
3	AF_LOCAL	Unix域

1.3 类型type

No.	类型	Type	作用	说明
1	流式套接字	SOCK_STREAM	提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据按字节流、按顺序收发，保证在传输过程中无丢失、无冗余。	TCP协议支持该套接字。
2	数据报套接字	SOCK_DGRAM	提供面向无连接的服务，数据收发无序，不能保证数据的准确到达。	UDP协议支持该套接字。
3	原始套接字	SOCK_RAW	允许对低于传输层的协议或物理网络直接访问	常用于检测新的协议

No.	类型	作用
1	流式套接字(SOCK_STREAM)	提供了一个面向连接，可靠的数据传输服务，数据无差错，无重复的发送且按发送顺序接收。内设置流量控制，避免数据流淹没慢的接收方。数据被看作是字节流，无长度限制
2	数据报套接字(SOCK_DGRAM)	提供无连接服务。数据包以独立数据包的形式被发送，不提供无差错保证，数据可能丢失或重复，顺序发送，可能乱序接收
4	原始套接字(SOCK_RAW)	可以对较低层次协议如IP，ICMP直接访问

1.4 协议protocol

No.	参数	含义
1	IPPROTO_TCP	TCP
2	IPPROTO_UDP	UDP

1.5 五要素

• 协议
• 本地地址
• 本地端口
• 远程地址
• 远程端口

2.协议

• 概念
  接头暗号

2.1 TCP(Transmission Control Protocol)

特点	数据传输方式	类比
面向连接	数据流	大巴车(人满发车，定点发车)，打电话(确保信息准确送达)

2.1.1 三次握手/四次挥手

• 作用
  通信双方必须互相确定对方的存在

• TCP连接与断开

TCP连接与断开

• 三次握手

三次握手 三次握手

• 四次挥手

四次挥手

• 报文标识

No.	报文标识	英文	含义
1	SYN	synchronous	建立连接
2	ACK	acknowledgement	确认
3	FIN	finish	结束
4	PSH	push	传送
5	RST	reset	重置
6	URG	urgent紧急

• 号码

No.	英文	含义
1	Sequence number	顺序号码
2	Acknowledge number	确认号码

• 应用

下载文件
数据完整性要求高
数据可靠性要求高
传输性能要求低

2.2 UDP(User Datagram Protocol)

特点	数据传输方式	类比
无连接	数据报	出租车(随到随走)，发短信(不是关心对方马上收到)

• 分类

No.	分类	举例
1	单播(unicast)	私聊，爱奇艺视频
2	广播(broadcast)	广告，病毒
3	多播/组播(multicast)	群聊，春晚直播

• 区别

3.路径

3.1 IP(Internet中主机的标识)

3.1.1 分类

32位(IPV4)/128位(IPV6)

3.1.2 表示形式(常用点分形式)

No.	协议	形式	e.g.
1	IPv4	点分十进制	192.168.0.1
2	IPv6	点分十进制	::192.168.0.1
3	IPv6	点分十六进制	::C0A8:0001

3.1.3 特例

No.	IP地址	地址类型	作用
1	0.0.0.0	通配地址	主机上所有IP，多网卡共用
2	127.0.0.1	回环地址	本地虚拟接口，无网卡可用，检查本地网络协议
3	255.255.255.255	广播地址	受限广播地址，当前路由器均不转发此类广播
4	XXX.XXX.XXX.255	广播地址	子网广播地址
5	XXX.XXX.255.255	广播地址	全子网广播
6	224.0.0.0~239.255.255.255	组播地址	详细参见组播地址分类

• 组播地址分类

|No.|范围|名称|作用|
|:-|:-|:-|
|1|224.0.0.0~224.0.0.255|链路组播地址|路由协议和其它用途保留的地址|
|2|224.0.1.0~238.255.255.255|用户组播地址|用于全球范围(如Internet)或网络协议|
|3|239.0.0.0~239.255.255.255|本地组播地址|内部使用|

3.1.4 域名

DNS(Domain Name System，域名系统)，作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库。

电话号码与人名
IP与域名

3.2 端口(区分一台主机接收到的数据包应该转交给哪个进程来进行处理)

查看端口

netstat –apn

3.3 类比

火车站与站台
飞机场与登机口
公司与办公室
银行与窗口柜台
IP与端口

4.字节序

No.	类型	简写	本质	e.g.
1	大端	BE(big endian)	将高序字节存储在起始地址	IBM、网络
2	小端	LE(little endian)	将低序字节存储在起始地址	Intel