socket套接字的概念

socket编程聊天室基本流程

一、引言

Socket编程是一种用于网络通信的编程技术。它允许程序员创建客户端和服务器应用程序，这些应用程序可以在不同的计算机上运行并通过Internet或局域网相互通信。在本文中，我们将介绍Socket编程聊天室的基本流程。

二、Socket编程概述

Socket编程是一种基于TCP/IP协议的网络编程技术。它使用套接字（socket）来实现网络通信。套接字是一种抽象概念，它表示一个网络连接点，可以用来发送和接收数据。

在Socket编程中，客户端和服务器之间建立一个连接，然后通过这个连接进行数据传输。客户端向服务器发送请求，并等待服务器响应。服务器接收请求并处理它，并将响应发送回客户端。

三、Socket编程聊天室基本流程

1. 创建服务器程序

首先，我们需要创建一个服务器程序来监听客户端连接请求。在Python中，可以使用socket模块来创建套接字对象，并使用bind()方法将其绑定到指定的IP地址和端口号上。

2. 创建客户端程序

然后，我们需要创建一个客户端程序来连接到服务器。同样地，在Python中可以使用socket模块来创建套接字对象，并使用connect()方法连接到指定的IP地址和端口号上。

3. 实现消息传输

一旦客户端和服务器之间建立了连接，它们就可以开始进行消息传输。在Socket编程中，可以使用send()方法将数据发送到对方，使用recv()方法从对方接收数据。

4. 实现聊天室功能

为了实现聊天室功能，我们需要让多个客户端能够同时连接到服务器，并且能够相互通信。为此，我们可以使用多线程或异步编程技术来实现。

在多线程模式下，每个客户端连接都会被分配一个独立的线程来处理。这个线程负责接收客户端发送的消息，并将其转发给其他客户端。

在异步编程模式下，我们可以使用协程或回调函数来处理消息传输。当有新的消息到达时，就会触发相应的回调函数进行处理。

应用　科学　ＶＡ　黼蘸＿　基于Ｓ　Ｏ　ＣＫＥＴ套接字的通讯机制在大Ｈ型钢轧线　二级与轧线一级通讯中的应用　宋开亮葛伟张树鹏葛润韩鸿　（山东莱芜钢铁集团自动化部山东莱芜２７１１０４）　摘要：　阐述ｓ０ｃＫＥＴ套接字的通讯原理以及通讯中服务器的配置，并介绍它在菜钢大Ｈ型钢生产线轧线二级与轧线一级通讯中的应用。　关键词：　ＳＯＣＫＥＴ；服务器；轧线二级与轧线一级通讯　中圈分类号：ＴＮ９１　文献标识码：Ａ文章编号：１　６７１－－７５９７（２０１０）０３１Ｏ１４２一Ｏ２　０引言　山东莱芜钢铁集团大Ｈ型钢生产线是国内钢铁企业中一条先进的型钢　生产线，它采用ＳＭＳ公司的先进生产设备，自动化系统采用ＳＩＥＭＥＮＳ公司的　轧线一级控制系统和ＳＩＥＭＥＮＳ公司的轧线二级管理系统。轧线～级控制系统　是用ＰＣＳ７开发的通过现场的信号的反馈来对现场设备控制的系统；轧线二　级管理系统是用ＯＲＡＣＬＥ数据库及其所带的开发软件开发，主要是根据轧线　一级传输来的信号对现场生产跟踪和统筹规划的管理系统。本文主要介绍　轧线一级和轧线二级之间数据传输的通讯机制。　１概述　大Ｈ型钢轧线一级系统与轧线二级系统之间的数据传输量极大，而且　需要稳定顺畅的数据流传输，因此我们采取ＴＣＰ／ＩＰ协议，采取服务器客户　端的模式，通过ＳＯＣＫＥＴ套接字的通讯机制，对通讯的服务器和客户端进行　配置，来完成轧线一级与轧线二级之问的通讯。　２　Ｓｏｃｋｅｔｔ［￣接字　“ｓｏｃｋｅｔ”是使用标准Ｕｎｉｘ文件描述符（ｆｉｌｅ　ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ）和其它　程序通讯的方式。Ｕｎｉｘ程序在执行任何形式的ｉ／ｏ的时候，程序是在读或者　写一个文件描述符。一个文件描述符只是一个和打开的文件相关联的整　数。但是这个文件可能是一个网络连接，ＦＩＦＯ，管道，终端，磁盘上的文　件或者什么其它的东西。Ｕｎｉｘ中所有的东西就是文件！所以，你想和　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上别的程序通讯的时候，你将要使用到文件描述符。利用系统调　用ｓｏｃｋｅｔ（），它返回套接字描述符（ｓｏｃｋｅｔ　ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ），然后再通过它　来进行ｓｅｎｄ　０和ｒｅｃｖ（）调用，以便更好的控制数据传输。　我们这里所用的套接字是数据包套接字，数据包套接字有时也叫“无　连接套接字”。那么数据包套接字为什么无连接套接字呢？主要是因为它　并不象流式套接字那样维持一个连接。你只要建立一个包，构造一个有目　标信息的ＩＰ头，然后发出去，无需连接。它们通常使用于传输包一包信息。　ｓｏｃｋｅｔ（）函数的调用流程如下：　￣ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｓｙｓ／ｔｙｐｅｓ．ｈ＞　＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｓｙｓ／ｓｏｃｋｅｔ．ｈ＞　ｉｎｔ　ｓｏｃｋｅｔ（ｉｎｔ　ｄｏｍａｉｎ，ｉｎｔ　ｔｙｐｅ，ｉｎｔ　ｐｒｏｔｏｃｏ１）　首先，ｄｏｍａｉｎ应该设置成　ＡＦＩＮＥＴ　，然后，参数ｔｙｐｅ告诉内核是　ＳＯＣＫＳＴＲＥＡＭ类型还是ＳＯＣＫ　ＤＧＰＡＭ类型。最后，把ｐｒｏｔｏｃｏｌ设置为　０　。　ｓｏｃｋｅｔ０只是返回你以后在系统调用种可能用到的ｓｏｃｋｅｔ描述符，或者在　错误的时候返回一１。全局变量ｅｒｒｎｏ中将储存返回的错误值。　ｓｅｎｄ０和ｒｅｃｖ（）函数用于流式套接字或者数据报套接字的通讯，其中　ｓｅｎｄ（）是　ｉｎｔ　ｓｅｎｄ（ｉｎｔ　ｓｏｃｋｆｄ，ｃｏｎｓｔ　ｖｏｉｄ＊ｍｓｇ，ｉｎｔ　ｌｅｎ，ｉｎｔ　ｆｌａｇｓ）：　ｓｏｃｋｆｄ是你想发送数据的套接字描述符（或者是调用ｓｏｃｋｅｔ　０或者是　ａｃｃｅｐｔ０返回的），ｍｓｇ是指向你想发送的数据的指针，ｌｅｎ是数据的长　度，把ｆｌａｇｓ设置为０。　ｒｅｃｖ（）是：　ｉｎｔ　ｒｅｃｖ【ｉｎｔ　ｓｏｃｋｆｄ，ｖｏｉｄ＊ｂｕｆ，ｉｎｔ　ｌｅｎ，ｕｎｓｉｇｎｅｄ　ｉｎｔ　ｆｌａｇｓ）　ｓｏｃｋｆｄ是要读的套接字描述符，ｂｕｆ是要读的信息的缓冲，ｌｅｎ是缓冲　的最大长度，ｆｌａｇｓ可以设置为０。ｒｅｃｖ（）返回实际读入缓冲的数据的字节　数，或者在错误的时候返回一Ｉ，同时设置ｅｒｒｎｏ。　３服务器的配置　３．１　ＧＡＣＳ模块　ＧＡＣＳ模块可以被粗略的分成三部分：生成接口的环境、电文服务器和　服务器控制器。　３．１＿ｌ接口生成环境　．　ＧＡＣＳ的思想主要依赖于，生成电文说明来为已经定义好信息内容的通　讯方之间建立接口。当前微软ｗｏｒｄ文档是支持的。这些文档必须遵循特定　的格式，以便能被ＰＥＲＬ（一种ＣＧＩ（公共网关接口或计算机图形接口））脚　本语言成功解析。一组ＰＥＲＬ模块被用来生成工作文件。工作文件是在接口　说明之外的。　３．１．２接口生成过程　ＰＥＲＬ输出转换为一些用来详细说明电文接口的正式的ＸＭＬ文档和一些　包含创建或删除语句（用来创建和删除ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｔａｂｌｅｓ）以及相关的　数据库对象的ＳＯＬ文档。　如上所举的例子ｉｆｓｐｅｃ—ＸＸＸ．ｄｏｃ，它是用来描述电文的源文件。　这些文件通过ＰＥＲＬ模块生成：　ｔｅｌ　ｄｅｆＸＸＸ．ｘｍｌ：在说明书文件中，所有电文的ＸＭＬ表示。　ｃｒｔａｂＸＸＸ．ｓｑｌ：在数据库中，用来创建所有ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｔａｂｌｅｓ的ＳＯＬ脚本。　ｄｒｔａｂＸＸＸ．ｓｑｌ：在数据库中，用来移动所有ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｔａｂｌｅｓ的ＳＯＬ脚本。　这些生成文件不需人工修改。　３．２电文服务器　电文服务器（ＴｅｌＳｅｒｖｅｒ）是一个通过ＴＣＰ、ＵＤＰ或其他导向信道来与　其他通信伙伴进行通信的单元。　电文服务器是由许多同时在一个操作系统进程中运行的多线程模块组　成的。　Ａｃｃｅｐｔｏｒ——接收器，能够生成ＴＣＰ监听端口，接收来自ＴＣＰ客户机的　联接请求。每分钟能连接到单一端口上的客户机的数量不受限制。　ｃ０ｎ兀ｅｃｔ０ｒｓ一一连接器，可以创建与其他ＴＣＰ服务器的链接，并可在　连接瘫痪时再次重建连接。　在一个ＴＣＰ链接成功建立后，Ａｃｃｅｐｔｏｒ连接器和Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ接收器生　成ＳＯＣＫＥＴＳ套接字。然后所有的通信信息（发送／接收的电文）都会妥当的　通过这些套接字。　

深刻理解套接字

对于网络编程，我们也言必称TCP/IP，似乎其它网络协议已经不存在了。对于TCP/IP，我们还知道TCP和UDP，前者可以保证数据的正确和可靠性，后者则允许数据丢失。最后，我们还知道，在建立连接前，必须知道对方的IP地址和端口号。除此，普通的程序员就不会知道太多了，很多时候这些知识已经够用了。最多，写服务程序的时候，会使用多线程来处理并发访问。

我们还知道如下几个事实：

1。一个指定的端口号不能被多个程序共用。比如，如果IIS占用了80端口，那么Apache就不能也用80端口了。

2。很多防火墙只允许特定目标端口的数据包通过。

3。服务程序在listen某个端口并accept某个连接请求后，会生成一个新的socket来对该请求进行处理。

于是，一个困惑了我很久的问题就产生了。如果一个socket创建后并与80端口绑定后，是否就意味着该socket占用了80端口呢？如果是这样的，那么当其accept一个请求后，生成的新的socket到底使用的是什么端口呢（我一直以为系统会默认给其分配一个空闲的端口号）？如果是一个空闲的端口，那一定不是80端口了，于是以后的TCP数据包的目标端口就不是80了--防火墙一定会组织其通过的！实际上，我们可以看到，防火墙并没有阻止这样的连接，而且这是最常见的连接请求和处理方式。我的不解就是，为什么防火墙没有阻止这样的连接？它是如何判定那条连接是因为connet80端口而生成的？是不是TCP数据包里有什么特别的标志？或者防火墙记住了什么东西？

后来，我又仔细研读了TCP/IP的协议栈的原理，对很多概念有了更深刻的认识。比如，在TCP和UDP同属于传输层，共同架设在IP层（网络层）之上。而IP层主要负责的是在节点之间（End to End）的数据包传送，这里的节点是一台网络设备，比如计算机。因为IP层只负责把数据送到节点，而不能区分上面的不同应用，所以TCP和UDP协议在其基础上加入了端口的信息，端口于是标识的是一个节点上的一个应用。除了增加端口信息，UPD协议基本就没有对IP层的数据进行任何的处理了。而TCP协议还加入了更加复杂的传输控制，比如滑动的数据发送窗口（Slice Window），以及接收确认和重发机制，以达到数据的可靠传送。不管应用层看到的是怎样一个稳定的TCP数据流，下面传送的都是一个个的IP数据包，需要由TCP协议来进行数据重组。

⽹络编程----socket介绍、基于tcp协议的套接字实现、基于udp协议的套接字实现

⼀、客户端/服务器架构（C/S架构）

即C/S架构，包括：

1.硬件C/S架构(打印机)

2.软件C/S架构(web服务)

美好的愿望：

最常⽤的软件服务器是 Web 服务器。⼀台机器⾥放⼀些⽹页或 Web 应⽤程序,然后启动 服务。这样的服务器的任务就是接受客户的请求,把⽹页发给客户(如⽤户计算机上的浏览器),然 后等

待下⼀个客户请求。这些服务启动后的⽬标就是“永远运⾏下去”。虽然它们不可能实现这样的 ⽬标,但只要没有关机或硬件出错等外⼒⼲扰,它们就能运⾏⾮常长的⼀段时间。

⽣活中的C/S架构：

⽼男孩是S端，所有的学员是C端

饭店是S端，所有的⾷客是C端

互联⽹中处处是C/S架构（黄⾊⽹站是服务端，你的浏览器是客户端；腾讯作为服务端为你提供视频，你得下个腾讯视频客户端才能看狗⽇的视频）

C/S架构与socket的关系：

我们学习socket就是为了完成C/S架构的开发

⼆、osi七层

为何学习socket⼀定要先学习互联⽹协议：

1.⾸先：本节课程的⽬标就是教会你如何基于socket编程，来开发⼀款⾃⼰的C/S架构软件

2.其次：C/S架构的软件（软件属于应⽤层）是基于⽹络进⾏通信的

3.然后：⽹络的核⼼即⼀堆协议，协议即标准，你想开发⼀款基于⽹络通信的软件，就必须遵循这些标准。

4.最后：就让我们从这些标准开始研究，开启我们的socket编程之旅

三、socket层

四、socket是什么

Socket是应⽤层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是⼀组接⼝。在设计模式中，Socket其实就是⼀个门⾯模式，它把复杂的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。

所以，我们⽆需深⼊理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序⾃然就是遵循tcp/udp标准的。