Socket基础知识

socket  基础知识

  

 进程通信的概念最初来源于单机系统,由于每个进程都在各自的地址范围内运行,为了保证两个相互通信

的进程之间既不互相干扰,又协调一致的工作,操作系统为进程通信提供了相应设施,如 UNIX  BSD 中的管

道(pipe),有名管道(named  pipe)和软中断信号(singal),UNIX  system  V 的消息(message)、共享

存储区(shared  memory)和信号量(semaphore)等，但都局限于用在本机进程之间通信。网间进程通

信要解决的是不同主机进程间的通信问题（可把同机进程通信看作其中的特例）。为此，首先要解决的是

网间进程标识问题。同一主机上，不同进程可以用进程号(pid)唯一标识。但在网络环境下，各主机独立

 

    网络中可以被命名和寻址的通信端口是操作系统可分配的一种资源。按照 OSI 七层协议的描述，传

输层与网络层最大的区别是传输层提供进程通信能力。从这个意义上讲，网络通信的最终地址就不仅是主

机地址了，还包括可以描述进程的某种标识。为此 TCP/IP 协议提出了协议端口的概念，用于标识通信的

进程。

 

    端口是一种抽象的软件结构，包括一些数据结构和 I/O 缓冲区。应用程序即进程通过系统调用与某

端口建立连接(binding)后，传输层传给该端口的数据都被相应的进程所接收，相应进程发给传输层的数

据都从该端口输出。在 TCP/IP 协议的实现中，端口操作类似于一般的 I/O 操作，进程获取一个端口，相

当于获取本地唯一的 I/O 文件，可以用一般的读写原语访问。

由一个公认的中央机构根据用户需要尽行统一分配，并将结果公布于众，第二种是本地分配，又称动态连

接，即进程需要访问传输层服务时，向本地操作系统提出申请，操作系统返回本地唯一的端口号，进程再

通过合适的系统调用，将自己和该端口连接起来（绑定）。TCP/IP 端口号的分配综合了两种方式。TCP/

IP 将端口号分为两部分，少量的作为保留端口，以全局方式分配给服务进程。因此，每一个标准服务器都

拥有一个全局公认的端口叫周知口，即使在不同的机器上，其端口号也相同。剩余的为自由端口，以本地

方式进行分配。TCP 和 UDP 规定,小于 256 的端口才能

 作为保留端口。

 

 地址

 

    2。网络上美一台主机应有其唯一的地址；

    主机地址就是 IP 啦，不必多说。进程唯一标识符是十六位整数端口号。网络字节顺序不同的计算机

存放多字节值的顺序不同，有的机器在起始地址存放低位字节，有的则相反。为保证数据的正确性，在网

络协议中需指定网络字节顺序。TCP/IP 协议使用 16 位整数和 32 位整数的高价先存格式，他们均含在协

议的头文件中。

 

 

 

    综上所述，网络中用一个三元组可以在全局中唯一标是一个进程：

      （协议，本机地址，本地端口号）

 这样一个三元组，叫做一个半相关，他指定连接的每半部分。

 

 全相关

 

    一个完整的网间进程通信需要有两个进程组成，并且只能使用同一种高层协议。也就是说 TCP 和

UDP 没法通信。因此一个完整的网间进程通信需要一个五元组来标识：

    （协议，本机地址，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。

 

 

    在 TCP/IP 网络应用中,通信的两个进程相互作用的主要模式是客户机/服务器模式,即客户端向服务器

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。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一种联系，为二者的数据

交换提供同步，这就是基于客户机/服务器模式的 TCP/IP。

 

    客户机/服务器模式在操作过程中采取的是主动请求方式：

    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端口上(周知口，如 http 为 80)接受客

    4。返回第二步，等待另外的客户请求

    客户方: 

    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。向服务器发出服务请求报文，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。

    从上面的描述过程可知：

 

    在 UNIX 世界中,网络应用编程界面有两类:BSD 的套接字 SOCKET 和 SYSTEM  V 的 TLI.由于 Sun

公司采用了支持 TCP/IP 的 BSD 系统,TCP/IP 的应用有了更大发展其网络应用编程界面 Socket 在网络编

程中已成为标准。并且也早已经进入了 MS 的世界。

 

    TCP/IP 的 Socket 提供下列三种类型的套接字

 

    1。流式套接字(SOCKET_STREAM) 

 

    提供了一个面向连接，可靠的数据传输服务，数据无差错，无重复的发送且按发送顺序接收。内设

流量控制，避免数据流超限；数据被看作是字节流，无长度限制。FTP 协议即采用流式套接字。

 

且接收顺序无序。网络文件系统 NFS 使用数据报式套接字。

 

    3。原始式套接字(SOCKET_RAW) 

 

    该接口允许对较低层次协议，如 IP、ICMP 直接访问。常用于检验新的协议实现或访问现有服务中

配置的新设备。

 

 基本套接字调用

    绑定本机端口--bind(); 