Socket

Socket通信原理

TCP/IP协议族包括传输层、网络层、链路层

TCP、UDP、IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP

Socket是一组接口、是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层。

Socket接口将复杂的TCP/IP协议族隐藏在后面,给用户提供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。

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。

如果客户端初始化一个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。

本地的进程间通信(IPC)方式可以总结4类:

  1. 消息传递(管道、FIFO、消息队列)

  2. 同步(互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量)

  3. 共享内存(匿名的和具名的)

  4. 远程过程调用(Solaris门和Sun RPC)

在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程

网络中进程之间如何通信:

首要解决的问题是如何唯一标识一个进程

TCP/IP协议族利用(ip地址、协议、端口)三元组就可以标识网络中的进程

使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口:UNIX BSD的socket,来实现网络进程之间的通信

什么是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

既然socket是 【open—write/read—close】模式的一种实现,那么socket就提供了这些操作对应的函数接口。

socket的基本操作

socket()函数、bind()函数、listen()函数、connect()函数、accept()函数、read()、write()函数等、close()函数

• 无连接套接字传输效率高,但是不可靠,有丢失数据包、捣乱数据的风险;

• 有连接套接字非常可靠,万无一失,但是传输效率低,耗费资源多。

SOCK_STREAM

流格式套接字、面向连接的套接字

SOCK_STREAM 是一种可靠的、双向的通信数据流,数据可以准确无误地到达另一台计算机,如果损坏或丢失,可以重新发送。

SOCK_STREAM 有以下几个特征:数据在传输过程中不会消失、数据是按照顺序传输的、数据的发送和接收不是同步的

SOCK_STREAM 比喻成一条传送带、较晚传送的数据不会先到达,较早传送的数据不会晚到达,这就保证了数据是按照顺序传递的。

流格式套接字的内部有一个缓冲区(也就是字符数组),通过 socket 传输的数据将保存到这个缓冲区。

接收端在收到数据后并不一定立即读取,只要数据不超过缓冲区的容量,接收端有可能在缓冲区被填满以后一次性地读取,也可能分成好几次读取。

例如:浏览器所使用的 http 协议就基于面向连接的套接字,因为必须要确保数据准确无误,否则加载的 HTML 将无法解析。

SOCK_DGRAM

数据报格式套接字、无连接的套接字

SOCK_DGRAM 是一种不可靠的、不按顺序传递的、以追求速度为目的的套接字

计算机只管传输数据,不作数据校验,如果数据在传输中损坏,或者没有到达另一台计算机,是没有办法补救,无法重传的。

因为数据报套接字所做的校验工作少,所以在传输效率方面比流格式套接字要高。

强调快速传输而非传输顺序、传输的数据可能丢失也可能损毁、限制每次传输的数据大小、数据的发送和接收是同步的

数据报套接字也使用 IP 协议作路由,但是它不使用 TCP 协议,而是使用 UDP 协议,即用户数据报协议

int socket(int domain, int type, int protocol);

domain:即协议域,又称为协议族(family)

常用的协议族有,AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL(或称AF_UNIX,Unix域socket)、AF_ROUTE等等

协议族决定了socket的地址类型,在通信中必须采用对应的地址,

如AF_INET决定了要用ipv4地址(32位的)与端口号(16位的)的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。

type:指定socket类型。

常用的socket类型有,SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等(socket的类型有哪些?)

protocol:故名思意,就是指定协议。

常用的协议有,IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等,

它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议

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