Socket进阶篇

Socket简介

1，socket是什么？

2，socket的作用

3，socket怎么用

4，socket的扩展

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socket是什么？

Socket这个名词现在有很多不同的意思，这里主要讲到其中2个含义。一是，套接字socket＝(IP地址：端口号)，是端的概念。二是，socket在应用层和传输层之间，是层的概念。

要理解socket是什么，首先要理解网络的分层结构，目前internet广泛使用的TCP/IP模型，总结起来网络模型分为四层，从上层往下依次为：应用层、传输层、网络层、接入层。

网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一个端点(endpoint)称为一个socket。(端)

然后理解系统调用(system call)和应用程序接口(API)的概念。系统调用就是应用程序和操作系统之间传递控制权。当应用程序启动系统调用时，就把控制权从应用程序传递给系统调用接口，此接口又把控制权传递给操作系统，操作系统执行内部的操作，执行完毕控制权又通过系统调用返回给应用程序。这个系统调用接口就是API。API定义了很多系统调用的函数，通过请求调用就可以获得操作系统的服务。目前最著名就是伯克利为UNIX定义的socket interface。(层)

回到网络中，传输层TCP协议和网络层的IP协议已经集成到操作系统中，应用程序在应用层，这就涉及到应用进程与操作系统的调用，而socket interface就作为应用进程和运输层协议之间的接口。因此，应用进程要使用TCP/IP协议进行通信就必须通过socket和操作系统进行调用请求服务。

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socket的作用？

socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层，它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用以实现进程在网络中通信。Socket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。

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socket的怎么用？

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。socket是可以理解为一种特殊的文件，socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）。

Socket通信的双方可以分为客户端和服务器端，客户端的基本流程如下：

1. 创建socket
2. 连接到服务器
3. 发送数据到服务器
4. 从服务器接受数据
5. 关闭连接

服务器端的步骤稍微多一些，主要增加了与端口绑定（bind）和监听（listen）、接受阻塞（accept）等流程

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socket的扩展——即socket编程

socket编程是利用socket接口为应用层自定协议用于应用进程的网路通信。那为什么要自定义呢，自定义目的是满足自己的应用需求。例如http协议是应用层使用最多最广泛的协议，http是单工阻塞性质的协议，如果你需要一个全双工，无阻塞的双向传输，那http就满足不了。http定义自己的包头，你要是觉得传输效率极其重要，这样的包头太臃肿，你也需要自定义协议。自定义应用层协议就需要socket编程，目前应用的场景有，即时通讯，社交订阅更新，视频会议，网络游戏，股票基金实时价格等等。

另外还有，网络模型ATM，不同于TCP/IP模型，这就相应的有自己的协议和socket，这也用到socket编程。

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参考资料

1，      谢希仁《计算机网络(第五版)》

2，      http://www.cnblogs.com/dolphinX/p/3460545.html

3，      http://www.cnblogs.com/skynet/archive/2010/12/12/1903949.html

4，      http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7445768/