01socket原理与编程基础

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1、一、Socket简介socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为4BDSUNIX的进程通信机制，取后一种意思。通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件，同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原意那样，象一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间，每个插座有一个编号，有的插座提供220伏交流电，有的提供110伏交流电，有的则提供有线电视节目。客户软件将插头插到不同编号的插座，就可以得到不同的服务。Socket是进程之间通讯的一种方式

2、，即调用这个网络库的一些API函数实现分布在不同主机的相关进程之间的数据交换。几个定义：（1）IP地址：即依照TCP/IP协议分配给本地主机的网络地址。两个进程之间要通讯，任一进程首先要知道通讯对方的位置，即对方的IP。（2）端口号：用来标识本地通讯进程，方便OS提交数据。在此，IP只是用来标识进程所在的主机,而端口号是用来标识运行在这个主机上的某个进程。一个本地进程在通讯时均会占用一个端口号，不同进程的端口号不同，因此在通讯前必须给通信进程分配一个没有被占用的端口号。（3）连接：指两个进程间的通讯链路。（4）半相关：网络中用一个三元组可以在全局唯一标识一个进程：（协议，本地地址，本地端

3、口号）这样一个三元组，称为一个半相关,它指定通信连接的每半部分。（5）全相关：一个完整的网间进程通信需要由两个进程组成，并且只能使用同一种高层协议。也就是说，不可能通信的一端用TCP协议，而另一端用UDP协议。因此一个完整的网间通信需要一个五元组来标识：（协议，本地地址，本地端口号，远地地址，远地端口号）这样一个五元组，叫做一个全相关（association），即两个协议相同的半相关才能组合成一个合适的相关，或完全指定组成一连接。 二、客户/服务器模式在TCP/IP网络应用中，通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户/服务器模式，即：Client/Server或C/S模式，即客户向服务器

4、发出服务请求，服务器接收到请求后，提供相应的服务。客户/服务器模式的建立基于以下两点：（1）首先，建立网络的起因是网络中软硬件资源、运算能力和信息不均等，需要共享，从而造就拥有众多资源的主机提供服务，资源较少的客户请求服务这一非对等作用。（2）其次，网间进程通信完全是异步的，相互通信的进程间既不存在父子关系，又不共享内存缓冲区，因此需要一种机制为希望通信的进程间建立联系，为二者的数据交换提供同步，这就是基于客户/服务器模式的TCP/IP。服务器端：其过程是服务器方首先启动，并根据请求提供相应服务：（1）打开一通信通道并告知本地主机，它愿意在某一公认地址上的某端口（如FTP的端口可能为21

5、）接收客户请求；（2）等待客户请求到达该端口；（3）接收到客户端的服务请求时，处理该请求并发送应答信号。接收到并发服务请求，要激活一新进程来处理这个客户请求（如UNIX系统中用fork、exec）。新进程处理此客户请求，并不需要对其它请求作出应答。服务完成后，关闭此新进程与客户的通信链路，并终止。（4）返回第（2）步，等待另一客户请求。（5）关闭服务器客户端：（1）打开一通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口；（2）向服务器发服务请求报文（数据包），等待并接收应答；继续提出请求......（3）请求结束后关闭通信通道并终止。 从上面所描述的过程可知：（1）客户与服务器进程的作用是非对

6、称的，因此代码不同。（2）服务器进程一般是先启动的。只要系统运行，该服务进程一直存在，直到正常或强迫终止。三、SOCKET的连接过程：根据连接启动的方式以及本地套接字要连接的目标，套接字之间的连接过程可以分为三个步骤：服务器监听、客户端请求与连接确认。服务器监听：是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。客户端请求：是指由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。连接确认：是指当服务器端套接字监听到或

7、者说接收到客户端套接字的连接请求，它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，连接就建立好了。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。四、常用的SOCKET类型：常用的Socket类型有两种：流式Socket（SOCK_STREAM）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；