【计算机网络】Socket

socket进行通信的方式如下：

使用socket()系统调用能够创建一个socket，它返回一个用来在后续系统调用中引用该socket的文件描述符。

socket存在于一个通信domain中，它确定：

现在操作系统支持下列domain：

每个socket实现都至少提供了两种socket：流和数据报。这两种类型在UNIX和Internet domain中都得到了支持。

流socket提供了一个可靠的双向的字节流通信信道：

数据报socket允许数据以数据报的形式进行交换。在使用时无需与另一个socket简历连接。

传入bind()的addr比较复杂，每种socket domain都使用了不同的地址格式，如UNIX domain socket使用路径名，而Internet domain socket 使用IP地址和端口号。struct sockaddr适用于所有domain，将各种domain特定的地址结构转换成单个类型以供socket系统调用中的各个参数使用。

socket I/O 可以使用传统的read()和write()系统调用或使用一组socket特有的系统调用send() recv() sendto() recvfrom()。默认情况下，这些系统调用在I/O操作无法被立即完成时阻塞，使用fcntl() F_SETFL 操作用启用 O_NONBLOCK 打开文件状态标记可以执行非阻塞I/O

listen()系统调用将文件描述符sockfd引用的流socket标记为被动，这个socket后面会被用来接受来自其他（主动的）socket的链接。

无法再一个已连接的socket（已成功执行connect()的socket或由accept()调用返回的socket）上执行 listen()

如果服务器正忙于处理其他客户端，那么客户端的connect()可能并不能马上被accept()，这将产生一个未决的连接。

内核必须要记录所有未决的连接请求的相关信息，backlog参数允许限制这种未决连接的数量。在这个限制之内的连接请求会立即成功，之外的连接请求就会阻塞直到一个未决的连接被接受，并从未决连接队列中删除。

accept()系统调用会文件描述符sockfd引用的监听流socket上接受一个连入连接。如果在调用accept时不存在未决的连接，那么调用会阻塞直到有连接请求到达为止。

返回的结果是已连接的socket的文件描述符。addr参数指向一个用来返回socket地址的结构。

一对连接的流 socket 在两个端点之间提供了一个双向通信信道。

关闭一个连接之后，对等应用程序读取数据时将会收到文件结束（所有缓冲数据都读取之后），如果要写入数据，会收到一个SIGPIPE信号，并且系统调用返回EPIPE错误。

无法保证顺序，也无法保证能够到达。由于底层协议有时会重新传包，也可能多次到达。

尽管数据报socket是无连接的，但在数据报socket上应用connect()系统调用仍然起作用，会导致内核记录这个socket的对等socket地址。

当一个数据报socket已连接后：

在UNIX domain中，socket地址以路径名来表示，domain特定的socket地址结构的定义如下：

为将一个UNIX domain socket绑定到一个地址上，需要初始化一个sockaddr_un结构，然后将指向这个结构的一个指针作为addr参数传入bind()并将addrlen指定为这个结构的大小。

当用来绑定UNIX domain socket时，bind()会在文件系统中创建一个条目，作为socket路径名的一部分的目录需要可访问和可写。这个文件会被标记为一个socket，当再这个路径名上应用stat()时，它会在stat结构的st_mode字段中的文件类型部分返回值S_IFSOCK。

尽管UNIX domain socket是通过路径名来标识的，但这些socket上发生的I/O无须对底层设备进行操作。

有关绑定一个UNIX domain socket的注意点：

服务器流程：

客户端流程：

对于UNIX domain socket来说，数据报的传输是在内核中发生的，也是可靠的，所有消息都会按序被递送并且不会发生重复的状况。

服务器创建socket后并绑定后，进入一个无线循环，在循环中使用recvfrom()接收来自客户端的数据报，将接收到的文本转换成大小格式并使用通过recvfrom()获取的地址将转换过的文本返回给客户端。

socket文件的所有权和权限决定了哪些进程能够与这个socket进行通信

有时候让单个进程创建一对socket并将它们连接起来是比较有用的。

允许将一个UNIX domain socket绑定到一个名字上但不会在文件系统中创建的名字

要传输数据，数据链路层需要将网络层传递过来的数据报封装进被称为帧的一个一个单元。最大传输单元MTC是改层所能传输的帧大小的上限。

网络层任务：

网络层的协议是IP，IPv4使用32位地址来标识子网和主机，IPv6则使用了128位的地址。

一个裸socket（SOCK_RAW）,允许程序直接与IP层进行通信，但大多数都会基于一种传输层协议之上的socket。

IP以数据报（包）的形式来传输数据。在两个主机之间发送的每一个数据报都是在网络上独立传输的，它们经过的路径可能会不同。一个IP数据报包含一个头，其大小范围为20字节到60字节。包含目标主机的地址，源地址。

一个IP实现可能会给它所支持的数据报的大小设定一个上限。所有IP实现都必须做到数据报的大小上限至少与规定的IP最小重组缓冲区大小一样大。IPv4限制值是576字节，IPv6是1500字节。

IP是一种无连接协议，并没有在相互连接的两个主机之间提供一个虚拟电路。

IP是一种不可靠的协议：尽最大可能将数据报从发送者传输给接收者，但并不保证包到达的顺序与它们被传输的顺序一致，也不保证是否重复，甚至到达。IP也美誉错误恢复。可靠性是通过使用TCP来保证的。

IPv4为IP头提供了一个校验和，这样能够检测出头中的错误，但并没有为包中所传输的数据提供任何错误检测机制。IPv6并没有为IP头提供校验和，它依赖高层协议来完成错误检测和可靠性。

IP数据报的重复使可能发生的，数据链路层采用一些技术确保可靠性以及IP数据报可能会以隧道形式穿越采用了重传机制。

IP会将数据报分段成一个个大小合适的传输单元，这些分段在到达最终目的之后会被重组成原始的数据报（每个IP分段本身就包含一个偏移量）

你是想知道代码还是想了解原理，一般的C/S模型都由客户端发出连接请求（客户端在代码中都是存有服务器端的具体ip地址和端口信息（也就是服务器端的INET协议族地址结构）的），当客户端发送连接请求后，服务器端通过accpet函数接收连接请求，accpet函数示例：accept(ServerSocket,(structsockaddr*)&from,&len)（from是一个INET协议族地址结构变量，(structsockaddr*）的作用是把INET协议族地址结构强制转换为通用地址结构），accpet函数在接收连接的同时会把客户端的具体ip和端口信息赋值给from，所以说客户端socket连接的ip（非绑定的话客户机随机绑定ip和端口）是包含在连接报文数据里，服务器端只有接收到客户端发送的连接信息后，才会获得客户端的ip和端口信息，获得具体ip的方式是通过函数，这个函数可以提取出IPv4地址结构中的点分十进制地址，函数用法：inet_ntoa(from.sin_addr)。

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