另外，要補充的是socket三種類型：Datagram socket(使用 UDP協(xié)議), stream socket(使用 TCP協(xié)議), Raw socket或Raw IP socket(路由器或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用)

原文如下：

要寫網(wǎng)絡(luò)程序就必須用Socket，這是程序員都知道的。而且，面試的時候，我們也會問對方會不會Socket編程？一般來說，很多人都會說，Socket編程基本就是listen，accept以及send，write等幾個基本的操作。是的，就跟常見的文件操作一樣，只要寫過就一定知道。

對于網(wǎng)絡(luò)編程，我們也言必稱TCP/IP，似乎其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議已經(jīng)不存在了。對于TCP/IP，我們還知道TCP和UDP，前者可以保證數(shù)據(jù)的正確和可靠性，后者則允許數(shù)據(jù)丟失。最后，我們還知道，在建立連接前，必須知道對方的IP地址和端口號。除此，普通的程序員就不會知道太多了，很多時候這些知識已經(jīng)夠用了。最多，寫服務(wù)程序的時候，會使用多線程來處理并發(fā)訪問。

我們還知道如下幾個事實：
1。一個指定的端口號不能被多個程序共用。比如，如果IIS占用了80端口，那么Apache就不能也用80端口了。
2。很多防火墻只允許特定目標端口的數(shù)據(jù)包通過。
3。服務(wù)程序在listen某個端口并accept某個連接請求后，會生成一個新的socket來對該請求進行處理。

于是，一個困惑了我很久的問題就產(chǎn)生了。如果一個socket創(chuàng)建后并與80端口綁定后，是否就意味著該socket占用了80端口呢？如果是這樣的，那么當其accept一個請求后，生成的新的socket到底使用的是什么端口呢（我一直以為系統(tǒng)會默認給其分配一個空閑的端口號）？如果是一個空閑的端口，那一定不是80端口了，于是以后的TCP數(shù)據(jù)包的目標端口就不是80了--防火墻一定會組織其通過的！實際上，我們可以看到，防火墻并沒有阻止這樣的連接，而且這是最常見的連接請求和處理方式。我的不解就是，為什么防火墻沒有阻止這樣的連接？它是如何判定那條連接是因為connet80端口而生成的？是不是TCP數(shù)據(jù)包里有什么特別的標志？或者防火墻記住了什么東西？

后來，我又仔細研讀了TCP/IP的協(xié)議棧的原理，對很多概念有了更深刻的認識。比如，在TCP和UDP同屬于傳輸層，共同架設(shè)在IP層（網(wǎng)絡(luò)層）之上。而IP層主要負責(zé)的是在節(jié)點之間（End to End）的數(shù)據(jù)包傳送，這里的節(jié)點是一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，比如計算機。因為IP層只負責(zé)把數(shù)據(jù)送到節(jié)點，而不能區(qū)分上面的不同應(yīng)用，所以TCP和UDP協(xié)議在其基礎(chǔ)上加入了端口的信息，端口于是標識的是一個節(jié)點上的一個應(yīng)用。除了增加端口信息，UPD協(xié)議基本就沒有對IP層的數(shù)據(jù)進行任何的處理了。而TCP協(xié)議還加入了更加復(fù)雜的傳輸控制，比如滑動的數(shù)據(jù)發(fā)送窗口（Slice Window），以及接收確認和重發(fā)機制，以達到數(shù)據(jù)的可靠傳送。不管應(yīng)用層看到的是怎樣一個穩(wěn)定的TCP數(shù)據(jù)流，下面?zhèn)魉偷亩际且粋€個的IP數(shù)據(jù)包，需要由TCP協(xié)議來進行數(shù)據(jù)重組。

所以，我有理由懷疑，防火墻并沒有足夠的信息判斷TCP數(shù)據(jù)包的更多信息，除了IP地址和端口號。而且，我們也看到，所謂的端口，是為了區(qū)分不同的應(yīng)用的，以在不同的IP包來到的時候能夠正確轉(zhuǎn)發(fā)。

TCP/IP只是一個協(xié)議棧，就像操作系統(tǒng)的運行機制一樣，必須要具體實現(xiàn)，同時還要提供對外的操作接口。就像操作系統(tǒng)會提供標準的編程接口，比如Win32編程接口一樣，TCP/IP也必須對外提供編程接口，這就是Socket編程接口--原來是這么回事啊！

在Socket編程接口里，設(shè)計者提出了一個很重要的概念，那就是socket。這個socket跟文件句柄很相似，實際上在BSD系統(tǒng)里就是跟文件句柄一樣存放在一樣的進程句柄表里。這個socket其實是一個序號，表示其在句柄表中的位置。這一點，我們已經(jīng)見過很多了，比如文件句柄，窗口句柄等等。這些句柄，其實是代表了系統(tǒng)中的某些特定的對象，用于在各種函數(shù)中作為參數(shù)傳入，以對特定的對象進行操作--這其實是C語言的問題，在C++語言里，這個句柄其實就是this指針，實際就是對象指針啦。

現(xiàn)在我們知道，socket跟TCP/IP并沒有必然的聯(lián)系。Socket編程接口在設(shè)計的時候，就希望也能適應(yīng)其他的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所以，socket的出現(xiàn)只是可以更方便的使用TCP/IP協(xié)議棧而已，其對TCP/IP進行了抽象，形成了幾個最基本的函數(shù)接口。比如create，listen，accept，connect，read和write等等。

現(xiàn)在我們明白，如果一個程序創(chuàng)建了一個socket，并讓其監(jiān)聽80端口，其實是向TCP/IP協(xié)議棧聲明了其對80端口的占有。以后，所有目標是80端口的TCP數(shù)據(jù)包都會轉(zhuǎn)發(fā)給該程序（這里的程序，因為使用的是Socket編程接口，所以首先由Socket層來處理）。所謂accept函數(shù)，其實抽象的是TCP的連接建立過程。accept函數(shù)返回的新socket其實指代的是本次創(chuàng)建的連接，而一個連接是包括兩部分信息的，一個是源IP和源端口，另一個是宿IP和宿端口。所以，accept可以產(chǎn)生多個不同的socket，而這些socket里包含的宿IP和宿端口是不變的，變化的只是源IP和源端口。這樣的話，這些socket宿端口就可以都是80，而Socket層還是能根據(jù)源/宿對來準確地分辨出IP包和socket的歸屬關(guān)系，從而完成對TCP/IP協(xié)議的操作封裝！而同時，放火墻的對IP包的處理規(guī)則也是清晰明了，不存在前面設(shè)想的種種復(fù)雜的情形。

明白socket只是對TCP/IP協(xié)議棧操作的抽象，而不是簡單的映射關(guān)系，這很重要！



1、TCP連接
手機能夠使用聯(lián)網(wǎng)功能是因為手機底層實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議，可以使手機終端通過無線網(wǎng)絡(luò)建立TCP連接。TCP協(xié)議可以對上層網(wǎng)絡(luò)提供接口，使上層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸建立在“無差別”的網(wǎng)絡(luò)之上。

建立起一個TCP連接需要經(jīng)過“三次握手”：

第一次握手：客戶端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器，并進入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器確認；

第二次握手：服務(wù)器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=j+1），同時自己也發(fā)送一個SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時服務(wù)器進入SYN_RECV狀態(tài)；

第三次握手：客戶端收到服務(wù)器的SYN＋ACK包，向服務(wù)器發(fā)送確認包ACK(ack=k+1)，此包發(fā)送完畢，客戶端和服務(wù)器進入ESTABLISHED狀態(tài)，完成三次握手。

握手過程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)，三次握手完畢后，客戶端與服務(wù)器才正式開始傳送數(shù)據(jù)。理想狀態(tài)下，TCP連接一旦建立，在通信雙方中的任何一方主動關(guān)閉連接之前，TCP 連接都將被一直保持下去。斷開連接時服務(wù)器和客戶端均可以主動發(fā)起斷開TCP連接的請求，斷開過程需要經(jīng)過“四次握手”（過程就不細寫了，就是服務(wù)器和客戶端交互，最終確定斷開）


2、HTTP連接

HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(Hypertext Transfer Protocol )，是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是手機聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一，HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應(yīng)用。

HTTP連接最顯著的特點是客戶端發(fā)送的每次請求都需要服務(wù)器回送響應(yīng)，在請求結(jié)束后，會主動釋放連接。從建立連接到關(guān)閉連接的過程稱為“一次連接”。

1）在HTTP 1.0中，客戶端的每次請求都要求建立一次單獨的連接，在處理完本次請求后，就自動釋放連接。
2）在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個請求，并且多個請求可以重疊進行，不需要等待一個請求結(jié)束后再發(fā)送下一個請求。
由于HTTP在每次請求結(jié)束后都會主動釋放連接，因此HTTP連接是一種“短連接”，要保持客戶端程序的在線狀態(tài)，需要不斷地向服務(wù)器發(fā)起連接請求。通常的做法是即時不需要獲得任何數(shù)據(jù)，客戶端也保持每隔一段固定的時間向服務(wù)器發(fā)送一次“保持連接”的請求，服務(wù)器在收到該請求后對客戶端進行回復(fù)，表明知道客戶端“在線”。若服務(wù)器長時間無法收到客戶端的請求，則認為客戶端“下線”，若客戶端長時間無法收到服務(wù)器的回復(fù)，則認為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開。


3、SOCKET原理

3.1套接字（socket）概念
套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元。它是網(wǎng)絡(luò)通信過程中端點的抽象表示，包含進行網(wǎng)絡(luò)通信必須的五種信息：連接使用的協(xié)議，本地主機的IP地址，本地進程的協(xié)議端口，遠地主機的IP地址，遠地進程的協(xié)議端口。

應(yīng)用層通過傳輸層進行數(shù)據(jù)通信時，TCP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)議交互提供了套接字(Socket)接口。應(yīng)用層可以和傳輸層通過Socket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)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的socket-tcp 、udp、rawIP的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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