【Linux学习之网络编程】socket套接字原理总结
什么是socket?
应用层通过传输层传输数据时,TCP或UDP会遇到同时为多个应用进程提供并发的服务, 而多个TCP连接或多个应用程序进程使用同一个TCP协议端口.
为了区别不同的连接和进程,许多计算机操作系统为了应用程序与TCP/IP协议交互提供了称为套接字(socket)的接口,所以,套接字是应用程序和TCP/UDP之间通信的门
Socket描述了一个IP、端口对。它简化了程序员的操作，知道对方的IP以及PORT就可以给对方发送消息，再由服务器端来处理发送的这些消息。所以，Socket一定包含了通信的双发，即客户端（Client）与服务端（server）
socket套接字的通信流程
流程总结如下:
① 服务器根据地址类型（ipv4,ipv6）、socket类型、协议创建socket(socket()函数)
② 服务器为socket绑定ip地址和端口号(bind()函数)
③ 服务器socket监听端口号请求(listen()函数)，准备接收客户端发来的连接，注意,这时候服务器的socket并没有被打开
④ 客户端创建socket, 打开socket，根据服务器ip地址和端口号试图连接服务器socket(connect()函数)
⑤ 服务器socket接收到客户端socket请求，被动打开，开始接收客户端请求，直到客户端返回连接信息(accept()函数),注意,accept函数是阻塞的
⑥ 客户端连接成功，服务器accept方法返回，连接成功
⑦ 客户端和服务器进行send()发送数据和recv()接收数据
⑧ 如果不需要连接了就关闭套接字
socket套接字的工作原理
前面也说了,socket是TCP/IP网络的API接口函数,可以实现不同进程之间的通信(IPC),本机和远程都可以
socket最先应用于Unix操作系统,而在Unix/Linux中有种思想是一切皆文件,所以socket就是种特殊的I/O,有文件描述符,但是只是用于区分,类似的还有进程ID
而实际上一个socket句柄代表两个地址对,"本地IP:port" <--->"远程IP:port",socket是一个内核对象,由操作系统内核为其维护缓冲区,引用计数,并且可以被多个进程使用.
socket()函数创建了一个socket内核对象,accept或者connect之后,才可以会socket句柄进行读写.因为在connect之后或者bind()->listen()->accept()之后才会设置好socket内核对象里面的ip和端口
一. 建立套接字
使用socket建立套接字时,实际上是建立了一个数据结构. 这个数据结构主要的信息是指定了连接的种类和使用的协议
调用socket()函数之后,成功的话会返回一个int类型的描述符,指向前面那个被维护在内核里的数据结构. 所以建立了之后,可以像使用文件描述符对文件操作一样, 可以通过向套接字里写数据把数据传送到我们制定的地方
二. 给套接字赋予地址
赋予套接字地址的方式有两种:服务器端使用bind(),客户端使用connect()
1.bind()函数
TCP/IP连接的区分,可以通过一个IP地址和port端口号来区分(如果要区分特定的主机,还需要hostname)
bind函数是用来绑定端口号的,它为一个使用在服务器端的进程中的套接字赋予通信的地址和端口.
通信的IP地址和端口合起来构成了一个socket地址,这个数据结构就是struct sockaddr,bind函数就是把socket套接字和这个数据结构连接起来,就是赋予这个套接字一个地址.
一个socket数据结构和socket地址的数据结构(socket地址就是ip和port),没有bind()之前它们是没有关系的
bind的IP一般是本地IP,所以它最主要的作用就是绑定端口,指定本机的一个端口,为进程和客户端进程之间连接提供通道
2.connect()函数
对于客户端来说,bind()没什么意义,并不是不能使用,所以客户端是通过connect函数建立socket和socket地址,其中的socket地址是它想要连接服务器的socket地址,在connect建立socket和socket地址时,它也在尝试着和远端的连接
三. 建立连接
建立连接上面的流程已经说了
参考博客: