套接字（Socket）是什么?-优快云博客

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套接字是计算机网络编程中的一个非常重要的概念，它提供了一种在不同主机之间进行通信的机制。

1. 什么是套接字？

定义

套接字（Socket）是一种通信端点，用于在网络中发送和接收数据。它提供了一个通用的接口，允许不同主机上的程序通过网络进行通信。套接字可以用于多种网络协议，最常见的是TCP/IP和UDP/IP协议。

举个例子

想象一下，你和朋友通过电话交流。电话的拨号端和接听端就像是两个套接字，它们通过电话线（网络）连接在一起，让你和朋友能够互相通话。套接字的作用就是提供这样的通信端点。

2. 套接字的类型

2.1 流式套接字（Stream Socket）

协议：TCP（传输控制协议）
特点：提供可靠的、面向连接的通信。数据以字节流的形式传输，保证数据的顺序和完整性。
应用场景：适用于需要可靠传输的场景，如Web服务器（HTTP）、邮件服务器（SMTP）等。

2.2 数据报套接字（Datagram Socket）

协议：UDP（用户数据报协议）
特点：提供无连接的、不可靠的通信。数据以数据报的形式传输，不保证数据的顺序和完整性，但传输速度快。
应用场景：适用于对实时性要求较高的场景，如视频流、在线游戏等。

2.3 原始套接字（Raw Socket）

特点：允许直接访问网络层协议（如IP协议），可以自定义协议头。
应用场景：用于网络分析工具、自定义协议开发等。

3. 套接字的工作原理

3.1 创建套接字

在编程中，套接字的创建通常通过系统调用或库函数完成。例如，在C语言中，可以使用socket()函数创建套接字。

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建TCP套接字
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 后续操作...
    return 0;
}

3.2 绑定地址

创建套接字后，需要将其绑定到一个本地地址（IP地址和端口号）。这一步是通过bind()函数完成的。

struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(8080); // 端口号
server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 本地IP地址

if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
    perror("bind failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

3.3 监听连接（服务器端）

对于TCP套接字，服务器端需要调用listen()函数进入监听状态，等待客户端的连接请求。

if (listen(sockfd, 10) < 0) { // 最大连接队列长度为10
    perror("listen failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

3.4 接受连接（服务器端）

服务器端通过accept()函数接受客户端的连接请求，建立一个新的套接字用于通信。

struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
int client_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);
if (client_fd < 0) {
    perror("accept failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

3.5 发送和接收数据

一旦建立了连接，就可以通过send()和recv()函数（TCP）或sendto()和recvfrom()函数（UDP）发送和接收数据。

// TCP发送数据
send(client_fd, "Hello, client!", 14, 0);

// TCP接收数据
char buffer[1024];
recv(client_fd, buffer, sizeof(buffer), 0);
printf("Received: %s\n", buffer);