Socket套接字的原理說明

應(yīng)用層通過傳輸層進行數(shù)據(jù)通信時，TCP和UDP會遇到同時為多個應(yīng)用程序進程提供并發(fā)服務(wù)的問題。多個TCP連接或多個應(yīng)用程序進程可能需要 通過同一個TCP協(xié)議端口傳輸數(shù)據(jù)。為了區(qū)別不同的應(yīng)用程序進程和連接，許多計算機操作系統(tǒng)為應(yīng)用程序與TCP／IP協(xié)議交互提供了稱為套接字 (Socket)的接口，區(qū)分不同應(yīng)用程序進程間的網(wǎng)絡(luò)通信和連接。

生成套接字主要有3個參數(shù)：通信的目的IP地址、使用的傳輸層協(xié)議(TCP或UDP)和使用的端口號。Socket原意是“插座”。通過將這3個參數(shù)結(jié)合起來，與一個“插座”Socket綁定，應(yīng)用層就可以和傳輸 層通過套接字接口，區(qū)分來自不同應(yīng)用程序進程或網(wǎng)絡(luò)連接的通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務(wù)。

Socket以看成在兩個程序進行通訊連接中的一個端點，一個程序?qū)⒁欢?a target="_blank">信息寫入Socket中，該Socket將這段信息發(fā)送給另外一個Socket中，使這段信息能傳送到其他程序中。

Host A上的程序A將一段信息寫入Socket中，Socket的內(nèi)容被Host A的網(wǎng)絡(luò)管理軟件訪問，并將這段信息通過Host A的網(wǎng)絡(luò)接口卡發(fā)送到Host B，Host B的網(wǎng)絡(luò)接口卡接收到這段信息后，傳送給Host B的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，網(wǎng)絡(luò)管理軟件將這段信息保存在Host B的Socket中，然后程序B才能在Socket中閱讀這段信息。

要通過互聯(lián)網(wǎng)進行通信，至少需要一對套接字，一個運行于客戶機端，稱之為ClientSocket，另一個運行于服務(wù)器端，稱之為serverSocket。
根據(jù)連接啟動的方式以及本地套接字要連接的目標(biāo)，套接字之間的連接過程可以分為三個步驟：服務(wù)器監(jiān)聽，客戶端請求，連接確認(rèn)。
服務(wù)器監(jiān)聽：是服務(wù)器端套接字并不定位具體的客戶端套接字，而是處于等待連接的狀態(tài)，實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。

客戶端請求：是指由客戶端的套接字提出連接請求，要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字。為此，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字，指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號，然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請求。

連 接確認(rèn)：是指當(dāng)服務(wù)器端套接字監(jiān)聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求，它就響應(yīng)客戶端套接字的請求，建立一個新的線程，把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客 戶端，一旦客戶端確認(rèn)了此描述，連接就建立好了。而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài)，繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請求。

socket通信流程：

1、服務(wù)器根據(jù)地址類型（ipv4,ipv6）、socket類型、協(xié)議創(chuàng)建socket
2、服務(wù)器為socket綁定ip地址和端口號
3、服務(wù)器socket監(jiān)聽端口號請求，隨時準(zhǔn)備接收客戶端發(fā)來的連接，這時候服務(wù)器的socket并沒有被打開
4、客戶端創(chuàng)建socket
5、客戶端打開socket，根據(jù)服務(wù)器ip地址和端口號試圖連接服務(wù)器socket
6、服務(wù)器socket接收到客戶端socket請求，被動打開，開始接收客戶端請求，直到客戶端返回連接信息。這時候socket進入阻塞狀態(tài)，所謂阻塞即accept()方法一直到客戶端返回連接信息后才返回，開始接收下一個客戶端諒解請求
7、客戶端連接成功，向服務(wù)器發(fā)送連接狀態(tài)信息
8、服務(wù)器accept方法返回，連接成功
9、客戶端向socket寫入信息
10、服務(wù)器讀取信息
11、客戶端關(guān)閉
12、服務(wù)器端關(guān)閉

審核編輯：符乾江