什么是socket

概述

本文整理自: https://www.zhihu.com/question/29637351/answer/67610424

什么是socket

Socket 是进程通讯的一种方式，即调用这个网络库的一些 API 函数实现分布在不同主机的相关进程之间的数据交换。

几个定义:

1. IP地址: 即依照TCP/IP协议分配给本地主机的网络地址，两个进程要通讯，任一进程首先要知道通讯对方的位置，即对方的IP
2. 端口号: 用来辨别本地通讯进程，一个本地的进程在通讯时均会占用一个端口号，不同的进程端口号不同，因此在通讯前必须要分配一个没有被访问的端口号
3. 连接: 指两个进程间的通讯链路
4. 半相关: 网络中用一个三元组可以在全局唯一标志一个进程，包括协议/本地地址/本地端口号，这样一个三元组，叫做一个半相关，它指定连接的每半部分
5. 全相关: 一个完整的网间进程通信需要由两个进程组成，并且只能使用同一种高层协议。也就是说，不可能通信的一端用TCP协议，而另一端用UDP协议。因此一个完整的网间通信需要一个五元组来标识，也就是协议/本地地址/本地端口号/远地地址/远地端口号这样一个五元组，叫做一个全相关，即两个协议相同的半相关才能组合成一个合适的相关，或完全指定组成一连接

客户/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 C/S 模式，即客户向服务器发出服务请求，服务器接收到请求后，提供相应的服务。

客户/服务器模式的建立基于以下两点:

1. 首先，建立网络的起因是网络中软硬件资源、运算能力和信息不均等，需要共享，从而造就拥有众多资源的主机提供服务，资源较少的客户请求服务这一非对等作用
2. 其次，网间进程通信完全是异步的，相互通信的进程间既不存在父子关系，又不共享内存缓冲区，因此需要一种机制为希望通信的进程间建立联系，为二者的数据交换提供同步，这就是基于客户/服务器模式的TCP/IP

服务器端其过程是首先服务器方要先启动，并根据请求提供相应服务。

1. 打开一通信通道并告知本地主机，它愿意在某一公认地址上的某端口（如FTP的端口可能为21）接收客户请求
2. 等待客户请求到达该端口
3. 接收到客户端的服务请求时，处理该请求并发送应答信号。接收到并发服务请求，要激活一新进程来处理这个客户请求（如UNIX系统中用fork、exec）。新进程处理此客户请求，并不需要对其它请求作出应答。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（2）步，等待另一客户请求
5. 关闭服务器客户端:（1）打开一通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口；（2）向服务器发服务请求报文，等待并接收应答；继续提出请求……（3）请求结束后关闭通信通道并终止

从上面所描述过程可知:

1. 客户与服务器进程的作用是非对称的，因此代码不同
2. 服务器进程一般是先启动的。只要系统运行，该服务进程一直存在，直到正常或强迫终止。Socket编程所牵涉的东西非常宽泛，调用各种编程语言对Socket的TCP和UDP封装进行网络通信，可以是监听外部链接，也可以是主动发起链接请求，发送特定协议并进行通信，如何制定协议规范，如何进行协议的编码和解码，如何将协议数据转换为二进制数据发送到网络上和从网络接收辨别且处理成功（牵涉到TCP粘包等问题），如何针对建立的链接进行管理等

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