物联网LWIP网络开发3

D3Socket编程

3.1Socket基本概念

Socket基本概念

一、定义与功能

• 定义：Socket是一种通信协议，用于在网络中实现进程间的通信。它是一种抽象的编程接口，允许应用程序通过网络发送和接收数据。Socket可以被视为网络通信的端点，它在网络上标识了一个通信链路的两端，并提供了通信双方所需的接口和功能。
• 功能：Socket允许应用程序通过它发送或接收数据，可对其进行像对文件一样的打开、读写和关闭等操作。它允许应用程序将I/O插入到网络中，并与网络中的其他应用程序进行通信。

二、类型与特点

Socket主要有两种类型：流式套接字（Stream Socket）和数据报套接字（Datagram Socket）。

• 流式套接字（TCP Socket）：基于TCP协议，提供面向连接、可靠的数据传输服务。数据在传输过程中会被分成多个数据包，按照顺序发送和接收。TCP协议通过三次握手建立连接，确保数据的可靠性和顺序性。
• 数据报套接字（UDP Socket）：基于UDP协议，提供无连接、不可靠的数据传输服务。数据以数据报的形式发送，不保证数据包的顺序和完整性。UDP协议适用于一些实时性要求高、允许一定数据丢失的应用场景。

三、套接字地址与标识

套接字地址由两部分组成：IP地址和端口号。IP地址用于标识网络中的设备，而端口号用于标识设备上的特定应用程序。一个套接字地址可以唯一地标识网络中的一个通信实体。

四、通信过程

Socket在通信过程中会经历不同的状态，如CLOSED、LISTEN、SYN-SENT、SYN-RECEIVED、ESTABLISHED、FIN-WAIT-1、FIN-WAIT-2、CLOSE-WAIT、CLOSING、LAST-ACK、TIME-WAIT等。这些状态描述了Socket在建立连接、传输数据和关闭连接过程中的状态变化。

• 建立连接：对于流式套接字，连接的建立需要经过三次握手过程。客户端首先发送一个SYN包给服务器，服务器收到后回复一个SYN-ACK包，客户端再次发送一个ACK包，完成连接建立。
• 数据传输：连接建立后，双方就可以通过Socket发送和接收数据。对于流式套接字，数据会按照顺序传输；而对于数据报套接字，则不保证数据的顺序和完整性。
• 关闭连接：连接的关闭需要经过四次挥手过程。任一方都可以发起关闭请求，发送一个FIN包，对方收到后回复一个ACK包，然后进入半关闭状态。当数据传输完成后，另一方发送FIN包，对方回复ACK包，完成连接关闭。

五、编程接口

套接字API是一组用于创建、配置和管理Socket的函数。常见的函数包括socket()（创建一个新的套接字）、bind()（将套接字绑定到一个特定的IP地址和端口号）、listen()（使套接字进入监听状态，等待客户端连接请求）、accept()（接受客户端的连接请求，创建一个新的套接字用于与客户端通信）、connect()（向服务器发起连接请求）、send()和recv()（发送和接收数据）、close()（关闭套接字）等。

六、应用场景

Socket广泛应用于各种网络编程场景，如Web服务器与客户端之间的HTTP通信、文件传输应用程序（如FTP）的文件上传和下载、即时通讯软件的消息传输等。Web服务器通常使用流式套接字与客户端建立HTTP连接，接收客户端的请求并发送响应数据。文件传输应用程序可以根据需要选择流式套接字或数据报套接字来实现文件的上传和下载。

综上所述，Socket是计算机网络编程中