基于TCP/IP和UDP协议的socket编程结构解析

1.套接字（socket）

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。Socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）.说白了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。

随着Unix的应用推广，套接字有被引进了windows等操作系统。套接字通常只与同一区域的套接字交换数据，windows socket只支持一个通信区域：网际域（AF_INET),这个域被使用忘记协议簇的通信进程使用。

2.socket通信模型

3.基于TCP/IP协议传输的数据的分解封装

4.客户机/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机/服务器模式*(client/server)，即客户像服务其提出请求，服务器接受到请求后，提供相应的服务。

服务器：

（1）首先服务器方要先启动，打开一个通信通道并告知本机，它愿意在某一地址和端口上接收客户请求

（2）等待客户请求到达该端口

（3）接收服务请求，处理该客户请求，服务完成后，关闭此新进程与客户的通信链路，并终止

（4）返回第二步，等待另一个客户请求

（5）关闭服务器

客户方：

（1）打开一个通信通道，并连接到服务器所在的主机特定的端口

（2）向服务器发送请求，等待并接收应答，继续提出请求

（3）请求结束后关闭通信信道并终止

5.套接字socket的类型

（1）流式套接字（SOCK_STREAM)

提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复的发送，且按发送顺序接收（TCP协议）

（2）数据报式套接字（SOCK_DGRAM)

提供无连接服务，数据包以独立包形式发送，不提供无措保证，数据可能丢失，并且接收顺序混乱（UDP协议）

（3）原始套接字（SOCK_RAM)

6.基于TCP（面向连接）的socket编程

服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

7.基于UDP（面向无连接）的socket编程

服务器先创建socket，将socket绑定（bind)一个本地地址和端口上，等待数据传输(recvfrom)。这个时候如果有个客户端创建socket，并且向服务器发送数据（sendto），服务器就建立了连接，实现了数据的通信，连接结束后关闭连接。