套接字介绍

网络套接字（英语：Network socket；又译网络套接字、网络接口、网络插槽）在计算机科学中是计算机网络中行程间数据流的端点。使用以网际协议（Internet Protocol）为通信基础的网络套接字，称为网际套接字（Internet socket）。因为网际协议的流行，现代绝大多数的网络套接字，都是属于网际套接字。

socket 是一种操作系统提供的进程间通信机制。

在操作系统中，通常会为应用程序提供一组应用程序接口（API），称为套接字接口（英语：socket API）。应用程序可以通过套接字接口，来使用网络套接字，以进行数据交换。最早的套接字接口来自于4.2 BSD，因此现代常见的套接字接口大多源自Berkeley套接字（Berkeley sockets）标准。
在套接字接口中，以IP地址及通信端口组成套接字地址（socket address）。远程的套接字地址，以及本地的套接字地址完成连线后，再加上使用的协议（protocol），这个五元组（five-element tuple），作为套接字对（socket pairs），之后就可以彼此交换数据。

例如，在同一台计算机上，TCP协议与UDP协议可以同时使用相同的port而互不干扰。 操作系统根据套接字地址，可以决定应该将数据送达特定的行程或线程。这就像是电话系统中，以电话号码加上分机号码，来决定通话对象一般。

由于每个主机系统都有各自命名进程的方法，而且常常是不兼容的，因此，要在全网范围内硬把进程名字统一起来是不现实的。所以，每个计算机网络中都要引入一种起介质作用的、全网一致的标准名字空间。这种标准名字，在ARPA网中称作套接字，而在很多其他计算机网中称作信口。更确切地说，进程之间的连接是通过套接字或信口构成的。

定义

系统内部接口（内部网络），接口描述符（抽象接口描述符）和接口地址之间的差别其实很细微，日常编程用的时候几乎不做区别。并且详细的网络接口有下面几种特征：

• 本地接口地址，由本地ip地址和（包括TCP，UDP）端口号
• 传输协议，例如TCP、UDP、raw IP协议，如果只是指定IP地址，那么TCP 53与UDP 53不是一个接口。

一个已经创建连接的接口双方都有整数形式的接口描述符，用来唯一表示该接口。操作系统根据对方接口发过来的IP以及传输协议头信息来提取接口的地址信息，并且将应用数据去除头信息之后提交给相应的应用程序。 在很多网络协议、教科书以及本文中，接口指的是有一个独一无二的接口号的实体。在一些其他的文章[来源请求]当中，接口被叫做本地接口地址，比如…“ip和端口的结合”。在一RFC147标准中，这个定义与1971的ARPA网有关，接口指的是一个32位数字，其中偶数的是接收接口，奇数的是发送接口，但是今天通信已经可以实现双向传输，在一个接口中，可以发送的同时还可以接收。

在类UNIX系统和Windows系统，命令行工具netstat和ss可用以查看当前系统的接口情况。

跨网络的主机间通讯

在建立通信连接的每一端，进程间的传输要有两个标志：

• IP地址和端口号，合称为套接字地址 socket address
• 客户机套接字地址定义了一个唯一的客户进程
• 服务器套接字地址定义了一个唯一的服务器进程

套接字位置

套接字常用概念

• Socket:套接字，进程间通信IPC的一种实现，允许位于不同主机（或同一主机）上不同进程之间进行通信和数据交换，SocketAPI出现于1983年，4.2 BSD实现

• Socket API：封装了内核中所提供的socket通信相关的系统调用

• Socket Domain：根据其所使用的地址

  AF_INET：Address Family，IPv4
  AF_INET6：IPv6
  AF_UNIX：同一主机上不同进程之间通信时使用
  

• Socket Type：根据使用的传输层协议

  SOCK_STREAM：流，tcp套接字，可靠地传递、面向连接
  SOCK_DGRAM：数据报，udp套接字，不可靠地传递、无连接
  SOCK_RAW: 裸套接字,无须tcp或udp,APP直接通过IP包通信
  

客户/服务器程序的套接字函数

套接字相关的系统调

# socket()      # 创建一个套接字
# bind()        # 绑定IP和端口
# listen()      # 监听
# accept()      # 接收请求
# connect()     # 请求连接建立
# write()       # 发送
# read()        # 接收
# close()       # 关闭连接

示例 1

这个例子是模拟Berkeley套接字接口，我们通过80端口发送hello,world到1.2.3.4的主机上。下方代码演示了创建接口、连接远程主机、发送数据和关闭接口的过程。

Socket socket = getSocket(type = "TCP")
connect(socket, address = "1.2.3.4", port = "80")
send(socket, "Hello, world!")
close(socket)

示例2

服务器端 tcpserver.py

import socket
HOST='127.0.0.1'
PORT=9527
BUFFER=4096
sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sock.bind((HOST,PORT))
sock.listen(3)
print('tcpServer listen at: %s:%s\n\r' %(HOST,PORT))
while True:client_sock,client_addr=sock.accept()print('%s:%s connect' %client_addr)while True:recv=client_sock.recv(BUFFER)if not recv:client_sock.close()breakprint('[Client %s:%s said]:%s' %(client_addr[0],client_addr[1],recv))client_sock.send(‘I am tcpServer and has received your message')
sock.close()

服务器端 tcpclient.py

import socket
HOST='127.0.0.1'
PORT=9527
BUFFER=4096
sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sock.connect((HOST,PORT))
sock.send(‘hello, tcpServer!，I am TcpClient')
recv=sock.recv(BUFFER)
print('[tcpServer said]: %s' % recv)
sock.close()

示例3

HTTP服务通信过程。