百万年薪python之路 -- Socket

Socket

1. 为什么学习socket

你自己现在完全可以写一些小程序了，但是前面的学习和练习，我们写的代码都是在自己的电脑上运行的，虽然我们学过了模块引入，文件引入import等等，我可以在程序中获取到另一个文件的内容，对吧，但是那么突然有一天，你的朋友和你说："把你电脑上的一个文件通过你自己写的程序发送到我的电脑上"，这时候怎么办？你是不是会想，what？这怎么搞？就在此时，突然灵感来了，我可以通过qq、云盘、微信等发送给他啊，可是人家说了，让你用自己写的程序啊，嗯，这是个问题，此时又来一个灵感，我给他发送文件肯定是通过网络啊，这就产生了网络，对吧，那我怎么让我的程序能够通过网络来联系到我的朋友呢，并且把文件发送给他呢，那么查了一下，发现网络通信通过socket可以搞，但是怎么搞呢？首先，查询结果是对的，socket就是网络通信的工具，也叫套接字，任何一门语言都有socket，他不是任何一个语言的专有名词，而是大家通过自己的程序与其他电脑进行网络通信的时候都用它。知道为什么要学习socket了吧! 朋友们~~而你使用自己的电脑和别人的电脑进行联系并发送消息或者文件等操作就叫做网络通信。

2. socket定义

先回顾五层通讯流程:

实际上传输层开始以及以下,都是操作系统帮我们完成的,那些加报头和帧头等封装的过程,也不需要我们去做.

Socket被称为网络套接字,它是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,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。当我们使用不同的协议进行通信时就得使用不同的接口，还得处理不同协议的各种细节，这就增加了开发的难度，软件也不易于扩展.

它提供了TCP/IP协议的抽象,对外提供一套接口,通过这个接口就统一,方便的使用TCP/IP协议的功能了.

也可以这么认为,socket就是一个模块。我们通过调用模块中已经实现的方法建立两个进程之间的连接和通信。

3. 套接字的分类

套接字有两种（或者称为有两个种族）,分别是基于文件型的和基于网络型的。

基于文件类型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_UNIX

unix一切皆文件，基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据，两个套接字进程运行在同一机器，可以通过访问同一个文件系统间接完成通信

基于网络类型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_INET

(还有AF_INET6被用于ipv6，还有一些其他的地址家族，不过，他们要么是只用于某个平台，要么就是已经被废弃，或者是很少被使用，或者是根本没有实现，所有地址家族中，AF_INET是使用最广泛的一个，python支持很多种地址家族，但是由于我们只关心网络编程，所以大部分时候我么只使用AF_INET)

4. 套接字的工作流程

TCP和UDP的对比

TCP（Transmission Control Protocol）可靠的、面向连接的协议（eg:打电话）、传输效率低全双工通信（发送缓存&接收缓存）、面向字节流。使用TCP的应用：Web浏览器；文件传输程序。

UDP（User Datagram Protocol）不可靠的、无连接的服务，传输效率高（发送前时延小），一对一、一对多、多对一、多对多、面向报文(数据包)，尽最大努力服务，无拥塞控制。使用UDP的应用：域名系统 (DNS)；视频流；IP语音(VoIP)。

TCP协议下的socket

TCP是面向链接的，必须先启动服务端

在生活中的场景。你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。 生活中的场景就解释了这工作原理。

TCP流程

先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束