Socket网络编程

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网络编程:编写程序使两台联网的计算机相互交换数据

什么是Socket?

socket(套接字):是计算机之间进行通信的一种约定或一种方式。通过 socket 这种约定,一台计算机可以接收其他计算机的数据,也可以向其他计算机发送数据。

Socket有哪些类型?

(1)流格式套字节
流格式套接字(Stream Sockets)也叫“面向连接的套接字”,在代码中使用 SOCK_STREAM 表示。

SOCK_STREAM 是一种可靠的、双向的通信数据流,数据可以准确无误地到达另一台计算机,如果损坏或丢失,可以重新发送。

SOCK_STREAM 有以下几个特征:

  • 数据在传输过程中不会消失;
  • 数据是按照顺序传输的;
  • 数据的发送和接收不是同步的(有的教程也称“不存在数据边界”)。

为什么流格式套接字可以达到高质量的数据传输呢?
因为它使用了 TCP 协议(The Transmission Control Protocol,传输控制协议),TCP 协议会控制你的数据按照顺序到达并且没有错误。

TCP 用来确保数据的正确性,IP(Internet Protocol,网络协议)用来控制数据如何从源头到达目的地,也就是常说的“路由”。

那么,“数据的发送和接收不同步”该如何理解呢?
不管数据分几次传送过来,接收端只需要根据自己的要求读取,不用非得在数据到达时立即读取。传送端有自己的节奏,接收端也有自己的节奏,它们是不一致的。
(2)数据包格式套字节
数据报格式套接字(Datagram Sockets)也叫“无连接的套接字”,在代码中使用 SOCK_DGRAM 表示。

Datagram Sockets有以下特征:

  • 强调快速传输而非传输顺序;
  • 传输的数据可能丢失也可能损毁;
  • 限制每次传输的数据大小;
  • 数据的发送和接收是同步的(有的教程也称“存在数据边界”)。

数据报套接字(UDP/IP)是一种不可靠的、不按顺序传递的、以追求速度为目的的套接字。
总结:流格式套接字(Stream Sockets)就是“面向连接的套接字”,它基于 TCP 协议;数据报格式套接字(Datagram Sockets)就是“无连接的套接字”,它基于 UDP 协议。

面向连接和无连接的套接字有什么区别?

面向连接的套接字在正式通信之前要先确定一条路径,没有特殊情况的话,以后就固定地使用这条路径来传递数据包了。
对于无连接的套接字,每个数据包可以选择不同的路径

两种套接字各有优缺点:

  • 无连接套接字传输效率高,但是不可靠,有丢失数据包、捣乱数据的风险;
  • 有连接套接字非常可靠,万无一失,但是传输效率低,耗费资源多。

OSI网络模型

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socket编程,是站在传输层的基础上,所以可以使用 TCP/UDP 协议,但是不能干「访问网页」这样的事情,因为访问网页所需要的 http 协议位于应用层。

两台计算机进行通信时,必须遵守以下原则:

  • 必须是同一层次进行通信,比如,A 计算机的应用层和 B 计算机的传输层就不能通信,因为它们不在一个层次,数据的拆包会遇到问题。
  • 每一层的功能都必须相同,也就是拥有完全相同的网络模型。如果网络模型都不同,那不就乱套了,谁都不认识谁。
  • 数据只能逐层传输,不能跃层。
  • 每一层可以使用下层提供的服务,并向上层提供服务。

TCO/IP协议簇

协议(Protocol)就是网络通信过程中的约定或者合同,通信的双方必须都遵守才能正常收发数据。
协议有很多种,例如TCP/IP 模型包含了 TCP、IP、UDP、Telnet、FTP、SMTP 等上百个互为关联的协议,其中 TCP 和 IP 是最常用的两种底层协议,所以把它们统称为“TCP/IP 协议族”。协议是一种规范,由计算机组织制定,规定了很多细节,例如,如何建立连接,如何相互识别等。
通信的双方必须使用同一协议才能通信。

IP、MAC、端口号

IP 地址只能定位到一个局域网,无法定位到具体的一台计算机。
真正能唯一标识一台计算机的是 MAC 地址。
有了 IP 地址和 MAC 地址,虽然可以找到目标计算机,但仍然不能进行通信。仅有 IP 地址和 MAC 地址,计算机虽然可以正确接收到数据包,但是却不知道要将数据包交给哪个网络程序来处理,所以通信失败。
为了区分不同的网络程序,计算机会为每个网络程序分配一个独一无二的端口号。端口(Port)是一个虚拟的、逻辑上的概念。可以将端口理解为一道门,数据通过这道门流入流出,每道门有不同的编号,就是端口号。如下图所示


标题:Socket网络编程
作者:shirln
地址:https://www.mmzsblog.cn/articles/2019/09/02/1567431601698.html

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