更好閱讀體驗(yàn)：《理解 TCP 和 UDP》— By Gitbook
一切皆 Socket
我們已經(jīng)知道網(wǎng)絡(luò)中的進(jìn)程是通過 socket 來通信的兄淫，那什么是 socket 呢屯远？
socket 起源于 UNIX，而 UNIX/Linux 基本哲學(xué)之一就是「一切皆文件」捕虽，都可以用「open → write/read → close」模式來操作慨丐。
socket 其實(shí)就是該模式的一個(gè)實(shí)現(xiàn)，socket 即是一種特殊的文件泄私，一些 socket 函數(shù)就是對其進(jìn)行的操作房揭。
使用 TCP/IP 協(xié)議的應(yīng)用程序通常采用系統(tǒng)提供的編程接口：UNIX BSD 的套接字接口（Socket Interfaces）
以此來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程之間的通信。
就目前而言晌端，幾乎所有的應(yīng)用程序都是采用 socket捅暴，所以說現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)程通信是無處不在咧纠，一切皆 socket
套接字接口 Socket Interfaces
套接字接口是一組函數(shù)蓬痒，由操作系統(tǒng)提供，用以創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用漆羔。
大多數(shù)現(xiàn)代操作系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了套接字接口梧奢，包括所有 Unix 變種，Windows 和 Macintosh 系統(tǒng)演痒。
套接字接口的起源
套接字接口是加州大學(xué)伯克利分校的研究人員在 20 世紀(jì) 80 年代早起提出的亲轨。
伯克利的研究者使得套接字接口適用于任何底層的協(xié)議，第一個(gè)實(shí)現(xiàn)就是針對 TCP/IP 協(xié)議嫡霞，他們把它包括在 Unix 4.2 BSD 的內(nèi)核里瓶埋，并且分發(fā)給許多學(xué)校和實(shí)驗(yàn)室希柿。
這在因特網(wǎng)的歷史成為了一個(gè)重大事件诊沪。
—— 《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》
從 Linux 內(nèi)核的角度來看养筒，一個(gè)套接字就是通信的一個(gè)端點(diǎn)。
從 Linux 程序的角度來看端姚，套接字是一個(gè)有相應(yīng)描述符的文件晕粪。
普通文件的打開操作返回一個(gè)文件描述字，而 socket() 用于創(chuàng)建一個(gè) socket 描述符渐裸，唯一標(biāo)識一個(gè) socket巫湘。
這個(gè) socket 描述字跟文件描述字一樣，后續(xù)的操作都有用到它昏鹃，把它作為參數(shù)尚氛，通過它來進(jìn)行一些操作。
常用的函數(shù)有：
- socket()
- bind()
- listen()
- connect()
- accept()
- write()
- read()
- close()
Socket 的交互流程
圖中展示了 TCP 協(xié)議的 socket 交互流程洞渤，描述如下：
- 服務(wù)器根據(jù)地址類型阅嘶、socket 類型、以及協(xié)議來創(chuàng)建 socket载迄。
- 服務(wù)器為 socket 綁定 IP 地址和端口號讯柔。
- 服務(wù)器 socket 監(jiān)聽端口號請求，隨時(shí)準(zhǔn)備接收客戶端發(fā)來的連接护昧，這時(shí)候服務(wù)器的 socket 并沒有全部打開魂迄。
- 客戶端創(chuàng)建 socket。
- 客戶端打開 socket惋耙，根據(jù)服務(wù)器 IP 地址和端口號試圖連接服務(wù)器 socket捣炬。
- 服務(wù)器 socket 接收到客戶端 socket 請求，被動打開绽榛，開始接收客戶端請求遥金，知道客戶端返回連接信息。這時(shí)候 socket 進(jìn)入阻塞狀態(tài)蒜田，阻塞是由于 accept() 方法會一直等到客戶端返回連接信息后才返回稿械，然后開始連接下一個(gè)客戶端的連接請求。
- 客戶端連接成功冲粤，向服務(wù)器發(fā)送連接狀態(tài)信息美莫。
- 服務(wù)器 accept() 方法返回，連接成功梯捕。
- 服務(wù)器和客戶端通過網(wǎng)絡(luò) I/O 函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸厢呵。
- 客戶端關(guān)閉 socket。
- 服務(wù)器關(guān)閉 socket傀顾。
這個(gè)過程中襟铭，服務(wù)器和客戶端建立連接的部分，就體現(xiàn)了 TCP 三次握手的原理。
下面詳細(xì)講一下 socket 的各函數(shù)寒砖。
Socket 接口
socket 是系統(tǒng)提供的接口赐劣，而操作系統(tǒng)大多數(shù)都是用 C/C++ 開發(fā)的，自然函數(shù)庫也是 C/C++ 代碼哩都。
socket 函數(shù)
該函數(shù)會返回一個(gè)套接字描述符（socket descriptor）魁兼，但是該描述符僅是部分打開的，還不能用于讀寫漠嵌。
如何完成打開套接字的工作咐汞，取決于我們是客戶端還是服務(wù)器。
