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要想理解socket首先得熟悉一下TCP/IP协议族#xff0c; TCP/IP#xff08;Transmission Control Protocol/Internet Protocol#xff09;即传输控制协议/网间协议#xff0c;定义了主机如何连入因特网及数据如何再它们之间传输的标准…TCP/IP
要想理解socket首先得熟悉一下TCP/IP协议族 TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol即传输控制协议/网间协议定义了主机如何连入因特网及数据如何再它们之间传输的标准
从字面意思来看TCP/IP是TCP和IP协议的合称但实际上TCP/IP协议是指因特网整个TCP/IP协议族。不同于ISO模型的七个分层TCP/IP协议参考模型把所有的TCP/IP系列协议归类到四个抽象层中
应用层TFTPHTTPSNMPFTPSMTPDNSTelnet 等等
传输层TCPUDP
网络层IPICMPOSPFEIGRPIGMP
数据链路层SLIPCSLIPPPPMTU
每一抽象层建立在低一层提供的服务上并且为高一层提供服务看起来大概是这样子的 估计有兴趣打开此文的同学都对此有一定了解了加上我也是一知半解所以就不详细解释有兴趣同学可以上网上搜一下资料
维基百科
百度百科
在TCP/IP协议中两个因特网主机通过两个路由器和对应的层连接。各主机上的应用通过一些数据通道相互执行读取操作 socket
我们知道两个进程如果需要进行通讯最基本的一个前提能能够唯一的标示一个进程在本地进程通讯中我们可以使用PID来唯一标示一个进程但PID只在本地唯一网络中的两个进程PID冲突几率很大这时候我们需要另辟它径了我们知道IP层的ip地址可以唯一标示主机而TCP层协议和端口号可以唯一标示主机的一个进程这样我们可以利用ip地址协议端口号唯一标示网络中的一个进程。
能够唯一标示网络中的进程后它们就可以利用socket进行通信了什么是socket呢我们经常把socket翻译为套接字socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通信。 socket起源于UNIX在Unix一切皆文件哲学的思想下socket是一种打开—读/写—关闭模式的实现服务器和客户端各自维护一个文件在建立连接打开后可以向自己文件写入内容供对方读取或者读取对方内容通讯结束时关闭文件。
socket通信流程
socket是打开—读/写—关闭模式的实现以使用TCP协议通讯的socket为例其交互流程大概是这样子的 服务器根据地址类型ipv4,ipv6、socket类型、协议创建socket
服务器为socket绑定ip地址和端口号
服务器socket监听端口号请求随时准备接收客户端发来的连接这时候服务器的socket并没有被打开
客户端创建socket
客户端打开socket根据服务器ip地址和端口号试图连接服务器socket
服务器socket接收到客户端socket请求被动打开开始接收客户端请求直到客户端返回连接信息。这时候socket进入阻塞状态所谓阻塞即accept()方法一直到客户端返回连接信息后才返回开始接收下一个客户端谅解请求
客户端连接成功向服务器发送连接状态信息
服务器accept方法返回连接成功
客户端向socket写入信息
服务器读取信息
客户端关闭
服务器端关闭
三次握手
在TCP/IP协议中TCP协议通过三次握手建立一个可靠的连接 第一次握手客户端尝试连接服务器向服务器发送syn包同步序列编号Synchronize Sequence Numberssynj客户端进入SYN_SEND状态等待服务器确认
第二次握手服务器接收客户端syn包并确认ackj1同时向客户端发送一个SYN包synk即SYNACK包此时服务器进入SYN_RECV状态
第三次握手第三次握手客户端收到服务器的SYNACK包向服务器发送确认包ACK(ackk1此包发送完毕客户端和服务器进入ESTABLISHED状态完成三次握手
定睛一看服务器socket与客户端socket建立连接的部分其实就是大名鼎鼎的三次握手 socket编程API
前面提到socket是打开—读/写—关闭模式的实现简单了解一下socket提供了哪些API供应用程序使用还是以TCP协议为例看看Unix下的socket API其它语言都很类似PHP甚至名字都几乎一样这里我就简单解释一下方法作用和参数具体使用有兴趣同学可以看看博客参考中的链接或者上网搜索 int socket(int domain, int type, int protocol); 根据指定的地址族、数据类型和协议来分配一个socket的描述字及其所用的资源。
domain:协议族常用的有AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL、AF_ROUTE其中AF_INET代表使用ipv4地址
type:socket类型常用的socket类型有SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等
protocol:协议。常用的协议有IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等 int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); 把一个地址族中的特定地址赋给socket
sockfd:socket描述字也就是socket引用
addr:要绑定给sockfd的协议地址
addrlen:地址的长度
通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的地址如ip地址端口号用于提供服务客户就可以通过它来接连服务器而客户端就不用指定有系统自动分配一个端口号和自身的ip地址组合。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind()而客户端就不会调用而是在connect()时由系统随机生成一个。 int listen(int sockfd, int backlog); 监听socket
sockfd:要监听的socket描述字
backlog:相应socket可以排队的最大连接个数 int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); 连接某个socket
sockfd:客户端的socket描述字
addr:服务器的socket地址
addrlen:socket地址的长度 int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); TCP服务器监听到客户端请求之后调用accept()函数取接收请求
sockfd:服务器的socket描述字
addr:客户端的socket地址
addrlen:socket地址的长度 ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); 读取socket内容
fd:socket描述字
buf缓冲区
count缓冲区长度 ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count); 向socket写入内容其实就是发送内容
fd:socket描述字
buf缓冲区
count缓冲区长度 int close(int fd); socket标记为以关闭 使相应socket描述字的引用计数-1当引用计数为0的时候触发TCP客户端向服务器发送终止连接请求。
参考
Linux Socket编程不限Linux
揭开Socket编程的面纱
PS. 有同学看完后发现没有demo示例参考中的示例已经很不错了我就不班门弄斧了而且我用C#实现了一个websocket server接下来的博客中会有介绍。另外由于刚刚实际接触socket文中谬误较多还望大家批评指正文章内容主要参考上面两个博文图片全部来源于网络在百度图片搜索得来无法注明第一源地址如有版权问题请站内信联系第一时间处理。
