Socket（套接字）通信

网络进程间通信在传输层中，基本上都是用的Socket，Cocoa中使用Socket有三种方式：

Cocoa层：NSURL；Cocoa层是最上层的基于Objective－C的API，如URL访问，NSStream，Bonjour，GameKit等，大多数情况下我们常用这种API。Cocoa层是基于Core Foundation 实现的
Core Foundation层：基于C语言的CFNetwork和CFNetServices；它是苹果对OS层的socket进行的简单封装，以简化编程任务。该层提供了CFNetwork和CFNetServices，其中CFNetwork又是基于CFStream和CFSocket。
OS层：基于C语言的BSD socket；最底层的BSD Socket最为灵活，但抽象层次比较低，使用起来比较复杂。

Socket 起源于Unix，是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。
Socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身不是协议，而是一个调用接口（API）通过Socket我们才能使用TCP/IP协议。

下面用BSD Socket基础接口编程实现设备间的通信：

服务器端：

socket：又称“套接字”，用于描述IP地址和端口是一个通信链的句柄可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。ServerSocket用于服务器端，Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时，应用程序两端都会产生一个Socket实例，操作这个实例，完成所需的会话。对于一个网络连接来说，套接字是平等的，并没有差别，不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的

创建Socket socket（）
绑定IP地址号 bind（）
监听客户端 listen（）会阻塞当前线程所以应新开辟一条线程来执行后面操作，等待连接的建立
接收客户端信息 accept（）；
关闭socket close（）

客户端：

建立Socket
客户端不需要绑定IP 直接创建connect链接可以自动获取自身IP，服务器端IP才需要绑定，链接过程中确定链接哪个服务器确定服务器的IP地址 connect（）
发送信息，服务器端接收信息并接收服务器端传递过来的信息；信息的读取 send（）
关闭Socket close（）

客户端端口应根据服务器的端口设置，保持一致
*先关客户端socket 再关服务器socket
服务器端需绑定一个IP：bind（），而客户端不用在connect（）时由系统随机生成一个。
socket（）函数创建的socket默认是注定类型的，listen（）函数会将传入的socket变为被动类型的，等待客户的连接要求。

上述操作中用到的函数：

socket ( ) 函数：
对应于普通文件的打开操作，并返回一个文件描述字；而socket（）用于创建一个socket描述（int类型），它唯一标识一个socket，这个socket描述字跟文件描述字一样，后续操作（如bind、listen等都需要将该描述传入）都有用到它，将其作为参数进行一些读写操作。

代码示例：

//返回的int类型值 将作为唯一的socket描述字
serverSocketId = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

bind ( ) 函数：
该函数把一个地址族中的特定地址赋给socket，例如在结构体addr中传入IP类型AF_INET就是把一个ipv4地址和传入端口号组合，赋给socket。通用服务器在启动时会绑定一个客户端都知道的地址用于提供服务，客户可通过它连接服务器；而客户端由系统自动分配一个端口号和本机的IP地址组合，是在connect ( ) 时由系统随机生成的。

//创建地址结构体
struct sockaddr_in addr;

//初始化addr结构体
memset(&addr, 0, sizeof(addr));

//设置地址类型
addr.sin_family = AF_INET;

//设置端口号
addr.sin_port = htons(2222);

//设置ip地址    INADDR_ANY：获取当前本机正在使用的ip地址， htonl：统一成规定字节符
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

//绑定
int bindId = bind(serverSocketId, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

listen ( ) 、connect ( ) 函数：
如果作为一个服务器，在调用socket ( ) 、bind ( ) 之后就会调用listen ( ) 来监听这个socket，如果客户端这时调用connect ( ) 发出连接请求，服务器端就会接收到这个请求。listen函数会将socket变为被动类型，等待客户的连接请求。客户端通过调用connect函数来建立与TCP服务器的连接。

//监听   
int listenId = listen(serverSocketId, 5);

//创建服务器端addr地址
struct sockaddr_in addr;

//初始化addr
memset(&addr, 0, sizeof(addr));

//IP地址类型
addr.sin_family = AF_INET;

//设置端口号
addr.sin_port = htons(2222);

//设置指定的ip地址
inet_pton(AF_INET, "192.168.1.103", &addr.sin_addr);

//连接
int connectId = connect(clientSocketId, (struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));

accept ( ) 函数：
TCP客户端调用connect函数之后就向TCP服务器发送了一个连接请求，TCP服务器监听到这个请求之后就会调用accept ( ) 函数接受请求，这样连接就建立完成，之后可以开始网络I/O操作，类同于普通文件de读写I/O操作。
注意：accept函数的第一个参数为服务器的socket描述字，是服务器开始调用socket函数生成的称为监听socket描述字；而通过accept函数返回的是已连接的socket描述字，一个服务器通常仅创建一个监听socket描述字，它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每一个由服务器进程接收的客户连接创建了一个已连接socket描述字（即accept函数返回的socket描述字），当服务器完成了对某个客户的服务，相应的已连接socket描述字就被关闭。

//返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字，代表与返回客户的连接
socketNewId = accept(serverSocketId, NULL, NULL);

网络 I/O 操作函数组：服务器端与客户端连接完成后，就可调用网络 I/O进行需要的操作了主要有以下几组：
read ( ) / write ( ) ；recv ( ) / send ( ) ；readv ( ) / writev ( ) ；recvmsg ( ) / sendmsg ( ) ；recvfrom ( ) / sendto ( )

＊write函数负责从fd中读取内容，读取成功时，read返回实际所读的字节数，如果返回的值是0 表示已经读到文件的结束了，小于0表示出现了错误。如果错误为EINTR说明读是由中断引起的，如果是ECONNREST表示网络连接出了问题。
＊write函数将but中的那边有特色子节内容写入文件描述符fd，成功时返回写的字节数，失败时返回－1，并设置error变量。在网络程序中当我们向套接字文件描述符write时有两种可能：（1）write的返回值大于0，表示write了部分或者全部的数据（2）返回的值小于0，此时出现了错误。如果错误为EINTR，表示在write的时候出现了中断错误，如果为EPIPE表示网络连接出现问题（可能对方已经关闭了连接）

我们用代码演示其中的 recv ( ) / send ( ) 函数组：

//开辟空间
char str[1000];

//接收信息
long recvId = recv(socketNewId, &str, 1000, 0);    
char *str = "hehe";

//发送消息
long sendid = send(clientSocketId, str, sizeof(str), 0);

close ( ) 函数：
在服务器与客户端建立连接之后会进行一些操作，完成操作后就要关闭相应的socket描述字，好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。close一个TCP socket时就把该socket标记为关闭，然后立即返回到调用进程。该描述字不能再由调用进程使用，即不能再作为read或write的第一个参数。
注意：close操作只是使相应的socket描述字的引用计数－1，而只有当其引用计数为0时才会触发TCP客户端向服务器端向服务器发送终止连接请求。

close(socketNewId);
close(serverSocketId);

socket中TCP的三次握手建立连接：

当客户端调用connect时，触发了连接请求，向服务器发送了SYNJ包，这时connect进入阻塞状态；服务器监听到连接请求（收到SYNJ包）调用accept函数接收请求向客户端发送SYNK，ACKJ＋1，这时accept进入阻塞状态；客户端收到服务器的SYNK，ACKJ＋1之后，这时connect返回，并对SYNK进行确认；服务器收到ACKK＋1时，accept返回，至此三次握手完毕，连接建立。客户端的connect在三次握手的第二次返回，而服务器端的accept在三次握手的第三次返回

socket中TCP的四次握手释放连接：

某个应用进程首先调用close主动关闭连接，这时TCP发生一个FIN M；另一个端接收到FIN M之后执行被动关闭，对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程，因为FIN的接受意味着应用程序在相应的连接上再也接收不到额外数据；一段时间后，接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket，这导致它的TCP也发送一个FINN；接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。这样每个方向上都有一个FIN和ACK

Socket（套接字）通信

服务器端：

客户端：

socket中TCP的三次握手建立连接：

socket中TCP的四次握手释放连接：

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