136 socket-1 基础知识

socket

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Socket是什么

Socket,网络应用程序接口，是应用层到传送层的接口。简单点就是用户进程，与系统内核的接口。

Socket是应用层与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。

socket位置

TCP/IP模型,应用层形成用户进程,下面3层一般作为操作系统的内核。
* 应用层
* 传送层
* 网络层
* 数据链路层

socket基本流程

套接字的两种类型

   一种是”Stream Sockets”（流格式），另外一种是”Datagram Sockets”（数据包格式）。我们以后谈到它们的时候也会用到”SOCK_STREAM” 和 “SOCK_DGRAM”。数据报套接字有时也叫“无连接套接字”(如果你确实要连接的时候可以用connect()。)

流式套接字是可靠的双向通讯的数据流。如果你向套接字按顺序输出“1，2”，那么它们将按顺序“1，2”到达另一边。它们是无错误的传递的，有自己的错误控制，在此不讨论。

   有什么在使用流式套接字？你可能听说过 telnet，不是吗？它就使用流式套接字。你需要你所输入的字符按顺序到达，不是吗？同样，WWW浏览器使用的 HTTP 协议也使用它们来下载页面。实际上，当你通过端口80 telnet 到一个 WWW 站点，然后输入 “GET pagename” 的时候，你也可以得到 HTML 的内容。
   为什么流式套接字可以达到高质量的数据传输？这是因为它使用了“传输控制协议 (The Transmission Control Protocol)”，也叫 “TCP” (请参考 RFC-793 获得详细资料。)TCP 控制你的数据按顺序到达并且没有错误。
   你也许听到 “TCP” 是因为听到过 “TCP/IP”。这里的 IP 是指“Internet 协议”(请参考 RFC-791。) IP 只是处理Internet 路由而已。
   那么数据报套接字呢？为什么它叫无连接呢？为什么它是不可靠的呢？有这样的一些事实：如果你发送一个数据报，它可能会到达，它可能次序颠倒了。如果它到达，那么在这个包的内部是无错误的。数据报也使用 IP 作路由，但是它不使用 TCP。它使用“用户数据报协议 (User Datagram Protocol)”，也叫 “UDP” (请参考 RFC-768。)

   为什么它们是无连接的呢？主要是因为它并不象流式套接字那样维持一个连接。你只要建立一个包，构造一个有目标信息的IP 头，然后发出去。无需连接。它们通常使用于传输包-包信息。简单的应用程序有：tftp, bootp等等。

你也许会想：“假如数据丢失了这些程序如何正常工作？”我的朋友，每个程序在 UDP 上有自己的协议。

   例如，tftp 协议每发出的一个被接受到包，收到者必须发回一个包来说“我收到了！” (一个“命令正确应答”也叫“ACK” 包)。如果在一定时间内(例如5秒)，发送方没有收到应答，它将重新发送，直到得到 ACK。这一ACK过程在实现SOCK_DGRAM 应用程序的时候非常重要。

网络理论

  既然我刚才提到了协议层，那么现在是讨论网络究竟如何工作和一些 关于 SOCK_DGRAM 包是如何建立的例子。当然，你也可以跳过这一段， 如果你认为已经熟悉的话。
  现在是学习数据封装 (Data Encapsulation) 的时候了！它非常非常重 要。它重要性重要到你在网络课程学（图1：数据封装）习中无论如何也得也得掌握它。主要 的内容是：一个包，先是被第一个协议(在这里是TFTP )在它的报头（也许 是报尾）包装(“封装”)，然后，整个数据(包括 TFTP 头)被另外一个协议 (在这里是 UDP )封装，然后下一个( IP )，一直重复下去，直到硬件(物理) 层( 这里是以太网 )。
   当另外一台机器接收到包，硬件先剥去以太网头，内核剥去IP和UDP 头，TFTP程序再剥去TFTP头，最后得到数据。现在我们终于讲到声名狼藉的网络分层模型 (Layered Network Model)。这种网络模型在描述网络系统上相对其它模型有很多优点。例如， 你可以写一个套接字程序而不用关心数据的物理传输(串行口，以太网，连 接单元接口 (AUI) 还是其它介质)，因为底层的程序会为你处理它们。实际 的网络硬件和拓扑对于程序员来说是透明的。
   不说其它废话了，我现在列出整个层次模型。如果你要参加网络考试， 可一定要记住：

• 应用层 (Application)
• 表示层 (Presentation)
• 会话层 (Session)
• 传输层(Transport)
• 网络层(Network)
• 数据链路层(Data Link)
• 物理层(Physical)

  这个模型如此通用，如果你想，你可以把它作为修车指南。把它对应 到 Unix，结果是：

• 应用层(Application Layer) (telnet, ftp,等等)
• 传输层(Host-to-Host Transport Layer) (TCP, UDP)
• Internet层(Internet Layer) (IP和路由)
• 网络访问层 (Network Access Layer) (网络层，数据链路层和物理层)