第 12章 无连接的套接字通信
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socket套接字的概念套接字(socket)是网络编程中的一个重要概念,用于在不同节点之间建立通信连接,实现数据的传输和通信的实时交互。
下面我们从以下几个方面来介绍套接字的概念及其作用。
一、套接字的定义和作用套接字是一种抽象数据类型,用于表示一个网络通信的端点,可以理解为给应用程序提供了一种接口,使其能够通过网络与其他应用程序进行通信。
套接字是应用层与传输层间交互的一种方式,它提供了一种可靠的、面向连接的、双向数据传输的网络通信服务。
二、套接字的类型由于套接字在不同情况下有不同的用途,因此其类型也有所差异。
在Unix系统中,套接字一般分为以下几种类型:1. 流式套接字(SOCK_STREAM):基于TCP协议,提供面向连接的可靠数据传输服务。
它是一种面向字节流的套接字类型,可用于实现长连接。
2. 数据报套接字(SOCK_DGRAM):基于UDP协议,提供无连接的、不可靠的数据传输服务。
它是一种面向数据包的套接字类型,可用于实现短连接或者需要时间敏感的场景。
3. 原始套接字(SOCK_RAW):提供完全自由的数据包传输服务,在传输层及以下各层的数据包都可以被访问到。
它可以用于网络协议的实现及测试。
4. 信号套接字(SOCK_SEQPACKET):提供可靠的面向连接的数据传输服务,接收方只能够依次按短的数据包与发送方通信,保证数据的有序性。
三、套接字的编程接口套接字编程接口提供了开发人员在应用程序中使用网络通信技术的一套标准API,其主要包括以下几个方面:1. 套接字的创建和销毁:通过socket函数创建套接字,然后使用close 函数释放套接字资源。
2. 套接字的命名:使用bind函数将套接字与本地的IP地址和端口号进行绑定。
3. 套接字的连接:使用connect函数将套接字连接到远程主机的IP地址和端口号。
4. 数据的读取和写入:使用read和write函数进行数据的收发操作。
5. 套接字的监听:使用listen函数将套接字置于被动监听状态,等待远程客户端的连接请求。
套接字Socket的学习总结1. 讲讲你对套接字编程的理解,它的协议是如何的?socket通常称为“套接字”,⽤于描述IP地址和端⼝,是⼀个通信链的句柄。
应⽤程序通过套接字向⽹络发出请求或应答⽹络请求。
服务器和客户端通过socket进⾏交互。
服务器需要绑定在本机的某个端⼝号上,客户端需要声明⾃⼰连接哪个地址的哪个端⼝,这样服务器和客户端就能连接了。
根据连接启动的⽅式以及本地套接字要连接的⽬标,套接字之间的连接过程可以分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,连接确认。
(1)服务器监听:是服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,⽽是处于等待连接的状态,实时监控⽹络状态。
(2)客户端请求:是指由客户端的套接字提出连接请求,要连接的⽬标是服务器端的套接字。
为此,客户端的套接字必须⾸先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端⼝号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。
(3)连接确认:是指当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求,它就响应客户端套接字的请求,建⽴⼀个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户端,⼀旦客户端确认了此描述,连接就建⽴好了。
⽽服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。
socket是对TCP/IP协议的封装和应⽤。
在TCP/IP协议中,TCP协议通过三次握⼿建⽴⼀个可靠的连接。
第⼀次握⼿:客户端尝试连接服务器,向服务器发送syn包(同步序列编号Synchronize Sequence Numbers),syn=j,客户端进⼊SYN_SEND状态等待服务器确认。
第⼆次握⼿:服务器接收客户端syn包并确认(ack=j+1),同时向客户端发送⼀个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进⼊SYN_RECV状态。
第三次握⼿:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进⼊ESTABLISHED状态,完成三次握⼿。
题目:套接字所用的类型摘要:本文探讨了在网络编程中使用的套接字类型,重点介绍了流套接字(SOCK_STREAM)、数据报套接字(SOCK_DGRAM)和原始套接字(SOCK_RAW)三种类型。
文章解释了每种类型的套接字如何工作以及它们在网络通信中的优缺点。
一、引言套接字(Socket)是计算机网络编程中的重要概念,它们被用来实现网络通信的不同层和模型中的数据交互和收发。
套接字类型决定了数据在网络中的传输方式,不同的套接字类型适用于不同的应用场景。
本文将深入探讨网络编程中常见的套接字类型以及它们的适用范围和特点。
二、流套接字(SOCK_STREAM)流套接字是一种面向连接的套接字类型,通常用于TCP协议。
它提供了一种可靠的、双向的、基于字节流的通信方式。
流套接字确保数据的按序交付和错误控制。
因此,它是实现基于TCP的应用层协议(如HTTP、SMTP等)的理想选择。
优点:1. 可靠的数据传输:通过确认机制、重传丢失的数据包和流量控制来确保数据的可靠传输。
2. 按序交付:确保数据包的顺序与发送时的顺序一致。
3. 错误控制:检测并处理数据传输过程中的错误。
缺点:1. 较高的开销:为确保可靠传输,TCP协议需要维护连接状态,这可能导致较高的开销。
2. 可能产生拥塞:在网络拥堵的情况下,流套接字的性能可能受到影响。
三、数据报套接字(SOCK_DGRAM)数据报套接字是一种无连接的套接字类型,通常用于UDP协议。
它提供了一种不可靠的、无连接的通信方式,适用于对实时性要求较高或能容忍数据丢失的应用场景。
数据报套接字以独立的数据包形式发送数据,不保证数据的按序交付或可靠性。
优点:1. 低开销:UDP协议开销小,适合于传输较少数据的场景。
2. 实时性:无需建立连接,传输延迟低,适合于实时应用场景如语音通话或视频流。
3. 灵活性:允许发送不同大小的数据包,且数据包独立传输。
缺点:1. 不可靠的数据传输:不保证数据包的可靠传输,可能会丢失或重复接收数据包。
套接字(Socket)通信是一种网络通信协议,它允许不同的计算机或设备之间进行数据交换。
套接字通信的过程可以分为以下几个步骤:1. 建立连接:首先,双方需要通过某种方式(如TCP协议、UDP协议等)建立通信连接。
这个过程需要指定通信的端口号、IP地址等信息,以确保双方可以找到彼此并进行通信。
2. 发送数据:一旦建立了连接,就可以开始发送数据了。
发送方需要将数据打包成适当的数据格式,并通过套接字发送到对方。
这个过程需要遵循一定的数据传输协议,以确保数据能够正确地被对方接收。
3. 接收数据:对方收到数据后,会将其解包并返回给发送方。
这个过程需要保证数据的完整性,以避免数据丢失或损坏。
4. 关闭连接:当通信结束后,双方需要关闭连接以释放资源。
关闭连接的方式可以是主动断开连接,也可以是等待对方断开连接。
下面是一个简单的套接字通信过程的示例:(1)客户端程序创建一个套接字并连接到服务器。
(2)客户端程序向服务器发送一条消息,消息包含一些数据和请求。
(3)服务器接收到消息后,将其解析并执行相应的操作,然后将结果返回给客户端程序。
(4)客户端程序接收到结果后,将其打包成适当的数据格式并发送回给服务器。
(5)服务器收到消息后,将其解包并存储起来,然后关闭连接。
需要注意的是,套接字通信的过程可能会涉及到多线程、异步通信等复杂的问题,需要根据具体的应用场景和需求进行设计和实现。
此外,为了保证通信的安全性和可靠性,还需要考虑使用加密算法、身份验证、数据校验等技术手段。
总之,套接字通信是一种非常灵活和强大的网络通信方式,它可以让不同的计算机或设备之间进行高效的数据交换和协作。
在实际应用中,需要根据具体的需求和场景选择合适的套接字协议和实现方式,以确保通信的可靠性和安全性。
1 Socket 的功能和套接字的三种类型Socket 的功能6.2.2Socket 的英文原意就是“孔”或“插座”,现在,作为 BSD UNIX 的进程通讯机制,取其后一种意义。
日常生活中常见的插座,有的是信号插座,有的是电源插座,有的可以接受信号(或能量) ,有的可以发送信号(或能量)。
假如电话线与电话机之间安放一个插座(相当于二者之间的接口,这一部分装置物理上是存在的)则 Socket 非常相似于电话插座。
将电话系统与面向连接的 Socket 机制相比,有着惊人相似的地方。
以一个国家级的电话网为例。
电话的通话双方相当于相互通信的两个进程;通话双方所在的地区(享有一个全局唯一的区号)相当于一个网络,区号是它的网络地址;区内的一个单位的交换机相当于一台主机,主机分配给每个用户的局内号码相当于 Socket 号(下面将谈到) 。
图 6-1 socket 接口示意图任何用户在通话之前,首先要占有一部电话机,相当于申请一个 Socket 号;同时要知道对方的电话号码,相当于对方有一个 Socket。
然后向对方拨号呼叫,相当于发出连接请求(假如对方不在同一区内,还要拨对方区号,相当于给出网络地址) 。
对方假如在场并空闲(相当于通信的另一主机开机且可以接受连接请求) ,拿起电话话筒,双方就可以正式通话,相当于连接成功。
双方通话的过程,是向电话机发出信号和从电话机接受信号的过程,相当于向 Socket 发送数据和从 Socket 接受数据。
通话结束后,一方挂起电话机,相当于关闭 Socket,撤消连接。
在电话系统中,一般用户只能感受到本地电话机和对方电话号码的存在,建立通话的过程、话音传输的过程以及整个电话系统的技术细节对它都是透明的,这也与Socket 机制非常相似。
Socket 利用网间网通信设施实现进程通信,但它对通信设施的细节毫不关心,只要通信设施能提供足够的通信能力,它就满足了。
至此,我们对 Socket 进行了直观的描述。
套接字文件用例
套接字文件(Socket File)是一种用于进程间通信的机制,它允许在同一台计算机上的两个进程之间进行通信。
下面是套接字文件的几个用例:
1.服务器端口绑定
在服务器程序中,我们需要通过bind() 函数将一个套接字文件绑定到本地端口上。
这样客户端就可以通过连接该端口来与服务器进行通信。
2.客户端连接
在客户端程序中,我们需要通过connect() 函数连接到服务器的套接字文件。
这样客户端和服务器之间就建立了一个网络连接,可以互相发送数据。
3.管道通信
在Unix/Linux系统中,管道(Pipe)是一种常见的进程间通信方式。
套接字文件也可以用于管道通信,只需要在进程中创建一个套接字文件,然后将其绑定到一个本地端口上,并向另一个进程发送连接请求即可。
4.虚拟文件系统通信
在Linux系统中,虚拟文件系统(Virtual File System,VFS)是一种抽象的文件系统,它可以在不同的文件系统之间提供一个统一的接口。
套接字文件也可以被用作虚拟文件系统通信的一种方式,例如通过套接字文件实现进程之间的通信。
总之,套接字文件是一种非常灵活和通用的机制,在进程间通信、网络编程、文件系统等多个领域都有广泛的应用。
进程间通信的⼏种⽅式典型回答1. 套接字套接字为通信的端点。
通过⽹络通信的每对进程需要使⽤⼀对套接字,即每个进程各有⼀个。
每个套接字由⼀个 IP 地址和⼀个端⼝号组成。
通常,套接字采⽤ CS 架构,服务器通过监听指定的端⼝,来等待特定服务。
服务器在收到请求后,接受来⾃客户端套接字的连接,从⽽完成连接。
2. 管道管道提供了⼀个相对简单的进程间的相互通信,普通管道允许⽗进程和⼦进程之间的通信,⽽命名管道允许不相关进程之间的通信。
知识延伸进程间通信有两种基本模型:共享内存和消息传递。
共享内存模型会建⽴起⼀块供协作进程共享的内存区域,进程通过向此共享区域读出或写⼊数据来交换信息。
消息传递模型通过在协作进程间交换信息来实现通信。
下图给出了两个模型的对⽐:很多系统同时实现了这两种模型。
消息传递对于交换较少数量的数据很有⽤,因为⽆需避免冲突。
对于分布式系统,消息传递也⽐共享内存更易实现。
共享内存可以快于消息传递,这是因为消息传递的实现经常采⽤系统调⽤,因此需要更多的时间以便内核介⼊。
与此相反,共享内存系统仅在建⽴共享内存区域时需要系统调⽤;⼀旦建⽴共享内存,所有访问都可作为常规内存访问,⽆需借助内核。
对具有多个处理核的系统上,消息传递的性能要优于共享内存。
共享内存会有⾼速缓存⼀致性问题,这是由共享数据在多个⾼速缓存之间迁移⽽引起的。
随着系统处理核的⽇益增加,可能导致消息传递作为 IPC 的⾸选机制。
共享内存系统采⽤共享内存的进程间通信,需要通信进程建⽴共享内存区域。
通常,这⼀⽚共享内存区域驻留在创建共享内存段的进程地址空间内。
其它希望使⽤这个共享内存段进⾏通信的进程应将其附加到⾃⼰的地址空间。
回忆⼀下,通常操作系统试图阻⽌⼀个进程访问另⼀个进程的内存。
共享内存需要两个或更多的进程同意取消这⼀限制;这样它们通过在共享区域内读出或写⼊来交换信息。
数据的类型或位置取决于这些进程,⽽不是受控于操作系统。
另外,进程负责确保,它们不向同⼀位置同时写⼊数据。
一、Socket的基本概念Socket(套接字)是计算机网络中进程间通讯的一种方式。
它是应用层和传输层之间的接口,可用于在同一台计算机或不同计算机之间进行通讯。
在计算机网络中,Socket是这样一种抽象:它模拟了传统的插座,允许进程通过网络发送和接收数据。
1. 基本概念Socket是网络通讯中的一种机制,它允许一个应用程序发出通讯请求而不必了解网络的详细内部工作原理。
在计算机网络的通讯过程中,通常会涉及到两端的通讯,即客户端和服务器端。
而Socket就是客户端和服务器端进行通讯的一种方式。
2. 通讯过程通常来说,Socket通讯过程包括创建Socket对象、连接服务器、发送数据、接收数据以及关闭连接等步骤。
二、Socket的原理Socket的原理主要涉及到网络通讯过程中的一些核心概念和基本工作原理。
1. 套接字位置区域在网络通讯中,套接字位置区域用于标识网络上的通讯实体。
它由IP 位置区域和端口号组成,用于唯一标识一个通讯实体。
2. 通讯协议通讯协议是网络通讯中的一种规则,它定义了数据如何在网络上进行传输。
常见的通讯协议包括TCP、UDP等。
3. 通讯模式通讯模式是Socket通讯中的一种工作模式,包括面向连接的通讯和面向无连接的通讯。
4. 数据传输数据传输是Socket通讯中的核心环节,它包括数据的发送和接收两个步骤。
在数据传输过程中,需要考虑数据的可靠传输、数据的完整性以及数据的实时性等问题。
5. 套接字编程套接字编程是指在应用程序中使用Socket对网络进行编程操作。
开发者可以通过套接字编程实现自定义的网络通讯功能,从而实现各种复杂的网络应用。
三、总结Socket作为计算机网络中的重要通讯机制,在实际的网络应用中扮演着重要的角色。
了解Socket的基本概念和原理,有助于我们更好地理解网络通讯的工作原理,从而为开发更复杂、更稳定的网络应用奠定基础。
希望本文所述的内容能够帮助读者更深入地了解Socket,为日后的网络编程工作提供参考。
什么叫套接字
名词解释:源IP地址和⽬的IP地址以及源端⼝号和⽬的端⼝号的组合称为套接字。
其⽤于标识客户端请求的服务器和服务。
套接字,是⽀持的⽹络通信的基本操作单元,可以看做是不同主机之间的进程进⾏双向通信的端点,简单的说就是通信的两⽅的⼀种约定,⽤套接字中的相关函数来完成通信过程。
如何标⽰⼀个主机上的特定进程呢?使⽤IP:PORT,即IP地址和端⼝号,⼀般地说,每个进⾏⽹络通信的应⽤程序都要占⽤主机上的⼀个端⼝。
举个例⼦,使⽤TCP进⾏通信,需要建⽴连接,⽐如主机A上的进程a和主机B上的进程b进⾏通信,A、B之间的连接如何标⽰?使⽤四元组<A的IP,a所占⽤的端⼝,B的IP,b所占⽤的端⼝>
IP:PORT就确定了⼀个socket,在⼀个TCP连接中,她就像⼀个插⼝,注意,叫做插⼝,套接字也就是类似的意思。
你把应⽤程序插⼊到这个插座,就可以和连接的另外⼀⽅对话了。
⾄于socket命名,是有历史由来的,不过我们学⽹络编程,其实不必纠结于此,so it is just a name。