《网络基础之socket理解》

【一】socket是什么

        从字面上的意思来理解，这玩意的中文含义叫插座，对你想的没错，就是你家用来插电器的插座，只不过你家的插座是用来导电的，而网络里面的socket是用来传导信息的。

【二】网络socket传送数据流程

        我们使用tcp进行链接的时候的一般流程是这样的：

        客户端：创建socket套接字，进行connect（）链接，send（），或者recv（）数据

        服务端：创建socket套接字，进行bind绑定自己的ip和端口号，设计listen监听状态，accept（）获取链接，recv或send信息。

 【三】重新解析socket

        尽管我们很多人见过也用过socket了，但是很多人还是对这玩意的感觉还是一个黑盒，既然你都不知道这玩意是啥了，索性我们直接忘记这玩意，重新设计一个内核网络传输功能。一般情况下，我们实现一个新的功能就需要定义一个新的结构体，那么这个结构体就叫做socket，又因为socket需要实现的功能为在多台设备之间收发数据，而设备需要标识，里面的软件也需要标识，所以socket天生就不止一个，且使用ip标识设备，port标识进程。而收发数据有很多种方式，有可靠的tcp协议有不可靠的udp协议，但是这些协议有很多相似的地方，比如收发数据时的一些逻辑，这部分的代码完全是可以复用的，按照我们面向对象编程的思想，这些不同的协议相同的部分提取出来，通过继承的方式进行复用。

        而socket就是一类最基础的功能，比如接发数据的缓冲区，在socket的基础上封装成了TCP_SOCKET和UDP_SOCKET结构体，这也就是为啥我们创建socket的时候需要指定协议类型。而这类结构体是可以直接进行控制底层硬件的，例如网课，毕竟网络协议最后所有数据都 一定要从网卡里发送。

        但由于这类操作的权限属实有点高，所以直接将其放到了操作系统内核里，但是在Linux系统下有一种思想叫做，一切皆文件。所以这就是为什么我们进行socket读写的时候有点像对文件进行读写了。

        但是我们如何在系统的一系列的socket结构体中找到我们所需要的那个结构体呢？我们如何在操作系统中打开一个文件呢？通过文件路径打开文件，返回文件标识符fd,fd唯一标识这个文件，所以我们也可以将socket结构体抽象为这样，只不过和文件读写操作不同的是，socket结构体读写是读写到socket的结构体中的发送和接受缓冲区。

【三】对应的API接口

        但是我们真不能按照文件读写的函数进行网络信号传输吧？所以我们又设计了一套网络用API结构，我们可以了解一下：send，recv，bind，listen，connect等等。

        刚才我们提到传输数据的流程时，细心的小伙伴会发现，在客户端比服务端少了bind，listen和accpet流程的，这是为什么呢？

        因为在服务器中，我们需要唯一确定ip地址和端口号，方便所有的用户都能找到对应的服务器，而这个相关的信息，我们可以写在相关的配置文件中，所以从用户端是一定能找到服务器的，但是从服务器的角度来说，用户端的ip是随机的，端口是随机的，我不需要去找你，也根本找不到你，也会出现端口号被占用的情况，索性不如让操作系统帮我们进行绑定，一旦进行连接，服务器这边就能记录端口号和ip地址，方便下次找到你。

        缺少listen是因为客户端是连接发起端，不需要去主动监听外来连接，我们发送三次握手连接后，等待回应即可。而没有accpet就更简单了，没有人来连我，我为啥要去握手完成队列里面获取连接？更不应该去获取连接。