Socket 专题

Socket小白篇-附加TCP/UDP简介

1. Socket
2. 网络通信的要素
3. TCP和UDP
4. Socket的通信流程图

1.Socket

什么是Socket

Socket：又称作是套接字，网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为Socket。

Socket是对TCP/IP的协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用的接口，只有通过Socket我们才能使用TCP/IP。

　　Socket是和网络紧密相关的，网络上的两个程序一般就是指web服务器和我们的客户端，数据交换的过程就是我们客户端发一个请求到HTTP服务器、服务器返回数据，这个过程就是数据交换的过程。客户端和服务器之间的数据交换是需要一个双向的通信连接，两者之间是需要一个通道去实现连接的。

通信管道就是通信连接，有了这个管道，我们就可以进行数据传输。客户端到服务器端必须要有一个通道才能实现数据的交互。如果有座大山挡着了道路我们就会在山中开辟一个隧道，这样我们才能走到山的另一端。Socket就可以理解为这个隧道的两个端口，一个入口一个出口。

一个网络请求并不是我们所认为的请求-相应的过程，它的底层是开辟了一个通信管道的。所以应用程序通常是通过Socket(套接字)向网络发出请求或者应答网络请求。

流式Socket（SOCK_STREAM）和数据报式Socket（SOCK_DGRAM）。
流式是一种面向连接的Socket，针对于面向连接的TCP服务应用；
数据报式Socket是一种无连接的Socket，对应于无连接的UDP服务应用。

2. 网络通信的要素

发一个HTTP请求到网络上，我们会有一个URL，URL会有一个TCP协议、IP地址和端口号HTTP默认的端口号是80，没有IP地址我们就没办法找到服务器，没有端口号我们就找不到应用程序。

网络上的请求其实就是通过Socket建立一个通信管道实现数据交互的。IP地址就是网络上主机设备的唯一标识。 端口号就是进程的标识，一个应用程序就是一个进程。

服务器其实也是一个电脑，那么服务器上也会有很多应用程序。假如我要访问百度的服务器，百度服务器上会有一个Web应用程序来供我们访问，例如服务器的数据库应用程序(MySQL)，服务器的数据库存储着大量的数据。客户端访问服务器，我们可以通过IP地址访问，我们要访问其Web应用程序而不是数据库服务，就要通过对应的端口作为一个标识来定位到Web应用程序。

总结如下：

• 网络上的请求就是通过Socket来建立连接然后互相通信
• IP地址（网络上主机设备的唯一标识）
• 端口号(定位程序)

1. 用于标示进程的逻辑地址，不同进程的标示
2. 有效端口：0~65535，其中0~1024由系统使用或者保留端口，开发中建议使用1024以上的端口

• 传输协议（用什么样的方式进行交互）

1. 通讯的规则
2. 常见协议：TCP、UDP

 

3.TCP和UDP

• TCP（传输控制协议）

1. 建立连接，形成传输数据的通道
2. 在连接中进行大数据传输（数据不受限制）
3. 通过三次握手完成连接，是可靠协议，安全送达
4. 必须建立连接，效率会稍低

　　建立连接的传输协议就是TCP协议，发送HTTP网络请求的时候需要通过一个通信管道建立连接，HTTP就是一个TCP连接。

　　通道建立连接前为什么要进行三次握手呢？三次握手是为了保证数据的安全性和可靠性。举一个打电话的例子来说，用手机拨号这个过程就是第一次握手，对方接到电话”喂”，这就是第二次握手，我们也会回应”喂”，这就是第三次握手，这三个过程没有问题的话，就说明连接建立是没问题的。如果任一方在拨号后没有回应，那就不能保证这个链接是有效的，就能保证数据的一个安全性和可靠性。

　　TCP每次传输数据的时候都要建立连接，所以导致其效率是较低的。我们在网络中会多次请求数据，也就意味着每次都要三次握手。就比如，你给对方打电话，保证通话连接后开始说一句话，之后就把电话挂掉了；说第二句话的时候又要再打一次电话，重复之前的操作。效率会低点但是对于我们的网络请求HTTP请求影响不大，因为我们的下次请求时间是不固定的。由于这个请求时间不固定，如果这条数据交互还一直保持着，那我们打电话来说，我们不交流了，但还是保持着通话，那我们的花费就多了。

• UDP（用户数据报协议）

1. 将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接
2. 每个数据报的大小限制在64K之内
3. 因为无需连接，因此是不可靠协议
4. 不需要建立连接，速度快

第一点不需要建立连接怎么理解呢？例如我们看直播的时候，主播在他电脑上的操作会及时传递到我们的屏幕上，如果我们是通过TCP的形式传递的话，党有很多用户的话，那是比较卡的，会引起堵塞的。

广播的话是不会用TCP的，需要采用UDP，只需要把数据和目的地封装成包进行发送。

中间的过程是怎么样的，可能网络不好卡在那里了，等网络恢复的时候，我们看到的就是最新的，而不会是之前的画面了。这就是采用UDP的情况，所以UDP是不安全不可靠的，这就是UDP不需要建立连接，不能保证数据能安全的送给我们。

第二点为什么数据报这么小？
因为不能保证数据安全，如果过大的话，传输中间出问题的可能性就比较大，一旦有问题，数据就都没有了。
还是拿直播举例，如果一次性发20分钟的数据，出问题的话那就是20分钟的直播画面都没有，所以数据报小是为了保证数据如果丢失，数据丢失不会那么多。

UDP无需建立连接，不用三次握手，那就速度比较快的。

总结：TCP、UDP是数据传输的方式。举例说明就是发快递的话，可以选择多个快递公司去发这个快递。

http://www.cnblogs.com/iOSClub/p/5422605.html

socket是什么？

Socket这个名词现在有很多不同的意思，这里主要讲到其中2个含义。一是，套接字socket＝(IP地址：端口号)，是端的概念。二是，socket在应用层和传输层之间，是层的概念。

要理解socket是什么，首先要理解网络的分层结构，目前internet广泛使用的TCP/IP模型，总结起来网络模型分为四层，从上层往下依次为：应用层、传输层、网络层、接入层。

网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一个端点(endpoint)称为一个socket。(端)

然后理解系统调用(system call)和应用程序接口(API)的概念。系统调用就是应用程序和操作系统之间传递控制权。当应用程序启动系统调用时，就把控制权从应用程序传递给系统调用接口，此接口又把控制权传递给操作系统，操作系统执行内部的操作，执行完毕控制权又通过系统调用返回给应用程序。这个系统调用接口就是API。API定义了很多系统调用的函数，通过请求调用就可以获得操作系统的服务。目前最著名就是伯克利为UNIX定义的socket interface。(层)

回到网络中，传输层TCP协议和网络层的IP协议已经集成到操作系统中，应用程序在应用层，这就涉及到应用进程与操作系统的调用，而socket interface就作为应用进程和运输层协议之间的接口。因此，应用进程要使用TCP/IP协议进行通信就必须通过socket和操作系统进行调用请求服务。

socket的作用？

socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层，它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用以实现进程在网络中通信。

Socket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。

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socket的怎么用？

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是可以理解为一种特殊的文件，socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）。

Socket通信的双方可以分为客户端和服务器端，客户端的基本流程如下：

1. 创建socket
2. 连接到服务器
3. 发送数据到服务器
4. 从服务器接受数据
5. 关闭连接

服务器端的步骤稍微多一些，主要增加了与端口绑定（bind）和监听（listen）、接受阻塞（accept）等流程