1.什么是TCP/IP、UDP？
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。
UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。 下面的图表明了这些协议的关系。
2.Socket在哪里呢？
TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层，而Socket所在位置如图，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。 门面模式，用自己的话说，就是系统对外界提供单一的接口，外部不需要了解内部的实现。
3.Socket是什么呢？
3.1 socket套接字：
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就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）. 说白了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。
注意：其实socket也没有层的概念，它只是一个facade设计模式的应用，让编程变的更简单。是一个软件抽象层。在网络编程中，我们大量用的都是通过socket实现的。
3.2套接字描述符
其实就是一个整数，我们最熟悉的句柄是0、1、2三个，0是标准输入，1是标准输出，2是标准错误输出。0、1、2是整数表示的，对应的FILE *结构的表示就是stdin、stdout、stderr。
套接字API最初是作为UNIX操作系统的一部分而开发的，所以套接字API与系统的其他I/O设备集成在一起。特别是，当应用程序要为因特网通信而创建一个套接字（socket）时，操作系统就返回一个小整数作为描述符（descriptor）来标识这个套接字。然后，应用程序以该描述符作为传递参数，通过调用函数来完成某种操作（例如通过网络传送数据或接收输入的数据）。
在许多操作系统中，套接字描述符和其他I/O描述符是集成在一起的，所以应用程序可以对文件进行套接字I/O或I/O读/写操作。
当应用程序要创建一个套接字时，操作系统就返回一个小整数作为描述符，应用程序则使用这个描述符来引用该套接字需要I/O请求的应用程序请求操作系统打开一个文件。操作系统就创建一个文件描述符提供给应用程序访问文件。从应用程序的角度看，文件描述符是一个整数，应用程序可以用它来读写文件。下图显示，操作系统如何把文件描述符实现为一个指针数组，这些指针指向内部数据结构。
对于每个程序系统都有一张单独的表。精确地讲，系统为每个运行的进程维护一张单独的文件描述符表。当进程打开一个文件时，系统把一个指向此文件内部数据结构的指针写入文件描述符表，并把该表的索引值返回给调用者 。应用程序只需记住这个描述符，并在以后操作该文件时使用它。操作系统把该描述符作为索引访问进程描述符表，通过指针找到保存该文件所有的信息的数据结构。
针对套接字的系统数据结构：
1）、套接字API里有个函数socket，它就是用来创建一个套接字。套接字设计的总体思路是，单个系统调用就可以创建任何套接字，因为套接字是相当笼统的。一旦套接字创建后，应用程序还需要调用其他函数来指定具体细节。例如调用socket将创建一个新的描述符条目：
2）、虽然套接字的内部数据结构包含很多字段，但是系统创建套接字后，大多数字字段没有填写。应用程序创建套接字后在该套接字可以使用之前，必须调用其他的过程来填充这些字段。
4.Socket编程的基本流程
在生活中，A要电话给B，A拨号，B听到电话铃声后提起电话，这时A和B就建立起了连接，A和B就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。 打电话很简单解释了这工作原理：“open—write/read—close”模式。
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。
这些接口的实现都是内核来完成。具体如何实现，可以看看linux的内核
5.Linux C Socket简单实例与详细注释
程序为简单的“回射”，客户端将控制台输入的信息发送给服务器端，服务器原样返回信息。
服务器端：
代码语言：javascript复制#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>
#define MYPORT 8887
#define QUEUE 20
#define BUFFER_SIZE 1024
int main()
{
///定义sockfd
int server_sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0);
///定义sockaddr_in
struct sockaddr_in server_sockaddr;
server_sockaddr.sin_family = AF_INET;
server_sockaddr.sin_port = htons(MYPORT);
server_sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
///bind，成功返回0，出错返回-1
if(bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(server_sockaddr))==-1)
{
perror("bind");
exit(1);
}
///listen，成功返回0，出错返回-1
if(listen(server_sockfd,QUEUE) == -1)
{
perror("listen");
exit(1);
}
///客户端套接字
char buffer[BUFFER_SIZE];
char message[100] = "已成功接收！";
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t length = sizeof(client_addr);
///成功返回非负描述字，出错返回-1
int conn = accept(server_sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &length);
if(conn<0)
{
perror("connect");
exit(1);
}
while(1)
{
memset(buffer,0,sizeof(buffer));
int size = read(conn, buffer, 1024);
if(strcmp(buffer,"exitn")==0)
break;
strncat(buffer, message, 100);
fputs(buffer, stdout);
write(conn,buffer,strlen(buffer) 1);
}
close(conn);
close(server_sockfd);
return 0;
}客户端：
代码语言：javascript复制#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>
#define MYPORT 8887
#define BUFFER_SIZE 1024
int main()
{
///定义sockfd
int sock_cli = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0);
///定义sockaddr_in
struct sockaddr_in servaddr;
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(MYPORT); ///服务器端口
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); ///服务器ip
///连接服务器，成功返回0，错误返回-1
if (connect(sock_cli, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
{
perror("connect");
exit(1);
}
char sendbuf[BUFFER_SIZE];
char recvbuf[BUFFER_SIZE];
while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)
{
write(sock_cli, sendbuf, 1024);
if(strcmp(sendbuf,"exitn")==0)
break;
int size = read(sock_cli, sendbuf, 1024);
fputs(sendbuf, stdout);
memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
}
close(sock_cli);
return 0;
}执行： 客户端
服务器端
参考链接：
1.Linux C Socket编程原理及简单实例
2. Linux的SOCKET编程详解
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 举报，一经查实，本站将立刻删除。
发布者：全栈程序员栈长，转载请注明出处：https://javaforall.cn/184747.html原文链接：https://javaforall.cn
