网络聊天程序的设计和实现报告

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1、网络编程基础课程精品内容分享揭开Socket编程的面纱对TCP/IP、UDP、Socket编程这些词你不会很陌生吧？随着网络技术的发展，这些词充斥着我们的耳朵。那么我想问：1.什么是TCP/IP、UDP？2.Socket在哪里呢？3.Socket是什么呢？4.你会使用它们吗？什么是TCP/IP、UDP？TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。UDP（UserDataProtocol，用户数据报协议）是与TCP

2、相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。这里有一张图，表明了这些协议的关系。图1TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。当然对于编程人员来说还有最重要的一点：TCP/IP协议中包含自动验证数据有效性机制，如果传输过程中丢包，系统会自动请求数据包重发。而UDP则不考虑丢包问题。当然UDP没有验包机制，自然性能会有所提高。Socket在哪里呢？在图1中，我们没有看到Socket的影子，那么它到底在哪里呢？还是用图来说话，一目了然。图2原来Socket在这里。Socket是什么呢？Socket是应用层

3、与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。通俗的来说：Socket并不是网络传输协议，他只是对网络传输协议进行了封装，从而使得可以在前台使用相同方法进行基于TCP协议与UDP协议的通讯了。你会使用它们吗？前人已经给我们做了好多的事了，网络间的通信也就简单了许多，但毕竟还是有挺多工作要做的。以前听到Socket编程，觉得它是比较高深的编程知识，但是只要弄清So

4、cket编程的工作原理，神秘的面纱也就揭开了。一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。生活中的场景就解释了这工作原理，也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中，这也不一定。图3先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建

5、立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。TCP/IP协议引入了下列几个概念端口 网络中可以被命名和寻址的通信端口，是操作系统可分配的一种资源。 按照OSI七层协议的描述，传输层与网络层在功能上的最大区别是传输层提供进程通信能力。从这个意义上讲，网络通信的最终地址就不仅仅是主机地址了，还包括可以描述进程的某种标识符。为此，TCP/IP协议提出了协议端口（protocol port，简称端口）的概念，用于标识通信的进程。 端口是一种抽象的软件结构（包括一些数据结构和I/O

6、缓冲区）。应用程序（即进程）通过系统调用与某端口建立连接（binding）后，传输层传给该端口的数据都被相应进程所接收，相应进程发给传输层的数据都通过该端口输出。在TCP/IP协议的实现中，端靠纪纪作类似于一般的I/O操作，进程获取一个端口，相当于获取本地唯一的I/O文件，可以用一般的读写原语访问之。 类似于文件描述符，每个端口都拥有一个叫端口号（port number）的整数型标识符，用于区别不同端口。由于TCP/IP传输层的两个协议TCP和UDP是完全独立的两个软件模块，因此各自的端口号也相互独立，如TCP有一个255号端口，UDP也可以有一个

7、255号端口，二者并不冲突。 端口号的分配是一个重要问题。有两种基本分配方式：第一种叫全局分配，这是一种集中控制方式，由一个公认的中央机构根据用户需要进行统一分配，并将结果公布于众。第二种是本地分配，又称动态连接，即进程需要访问传输层服务时，向本地操作系统提出申请，操作系统返回一个本地唯一的端口号，进程再通过合适的系统调用将自己与该端口号联系起来（绑扎）。TCP/IP端口号的分配中综合了上述两种方式。TCP/IP将端口号分为两部分，少量的作为保留端口，以全局方式分配给服务进程。因此，每一个标准服务器都拥有一个全局公认的端口（即周知口，well-know

8、n port），即使钥纪纪同机器上，其端口号也相同。剩余的为自由端口，以本地方式进行分配。