【Socket】①Socket技术概述

一、概述

我们在设计软件系统的时候，经常会有与其他软件进行网络通信的需求。现在，大多的网络通信都是基于TCP/IP协议进行，而底层的TCP/IP协议、流程都较为繁琐，socket编程接口提供了一种简单的TCP/IP操作方式。

• 需求：软件进程之间需要网络通讯进行信息交互。
• TCP/IP协议：是一种数据传输的方案。
• Socket接口：是网络通信端点的抽象，一种可以屏蔽TCP/IP繁琐的底层操作的工具。
  应用程序的信息通讯流程，如图所示：
  

二、TCP与UDP工作流程、区别

参考：https://blog.csdn.net/weixin_47021806/article/details/124883559

（一）TCP/UDP工作流程

1、UDP通信工作流程

服务器端	创建socket	绑定地址/端口	发送/接收数据	关闭
客户端	创建socket	----	发送/接收数据	关闭

2、TCP通信工作流程

服务器端	创建socket	绑定地址/端口	转化为被动连接（监听）	接收客户端连接	接收/发送数据	关闭
客户端	创建socket	–	–	连接服务器	发送/接收数据	关闭

• socket()方法：是用来创建一个套接字，有了套接字就可以通过网络进行数据的收发。这也是为什么进行网络通信的程序首先要创建一个套接字。创建套接字时要指定使用的服务类型，使用 TCP 协议选择流式服务（SOCK_STREAM）。
• bind()方法：是用来指定套接字使用的 IP 地址和端口。IP 地址就是自己主机的地址，如果主机没有接入网络，测试程序时可以使用回环地址“127.0.0.1”。端口是一个 16 位的整形值，一般 0-1024 为知名端口，如 HTTP 使用的 80 号端口。这类端口一般用户不能随便使用。其次，1024-4096 为保留端口，用户一般也不使用。4096 以上为临时端口，用户可以使用。在Linux 上，1024 以内的端口号，只有 root 用户可以使用。
• listen()方法：是用来创建监听队列。监听队列有两种，一个是存放未完成三次握手的连接，一种是存放已完成三次握手的连接。listen()第二个参数就是指定已完成三次握手队列的长度。
• accept()：方法处理存放在 listen 创建的已完成三次握手的队列中的连接。每处理一个连接，则accept()：返回该连接对应的套接字描述符。如果该队列为空，则 accept 阻塞。
• connect()：方法一般由客户端程序执行，需要指定连接的服务器端的 IP 地址和端口。该方法执行后，会进行三次握手，建立连接。
• send()方法：用来向 TCP 连接的对端发送数据。send()执行成功，只能说明将数据成功写入到发送端的发送缓冲区中，并不能说明数据已经发送到了对端。send()的返回值为实际写入到发送缓冲区中的数据长度。
• recv()方法：用来接收 TCP 连接的对端发送来的数据。recv()从本端的接收缓冲区中读取数据，如果接收缓冲区中没有数据，则 recv()方法会阻塞。返回值是实际读到的字节数，如果
• recv()返回值为 0， 说明对方已经关闭了 TCP 连接。
• close()：方法用来关闭 TCP 连接。此时，会进行四次挥手。

3、TCP与UDP通信区别

（1）操作难易
UDP是一种无连接协议，因此不需要像TCP一样listen和accept，操作简单
UDP服务器：创建socket、绑定端口、收发操作、关闭socket
TCP服务器：创建socket、绑定端口、监听端口、接收连接、收发操作、关闭socket
（2）重传机制与时延
UDP传输的消息如果在网络上丢失了，就丢失了。UDP协议本身没有重传机制。
而TCP协议底层有消息验证是否到达，如果丢失，发送方会重传的机制。
UDP：可以保证实时性
TCP：可以保证完整性
（3）消息次序问题
TCP协议通信双方的信息数据就像流动在管道中，是有明确的先后次序的。
发送方应用 先发送的信息肯 先被接收方应用先接收的 。而UDP协议发送的是一个个的独立的报文，接收方应用接收到的次序不一定和发送的次序一致。
（4）TCP优缺点：
优点：
1．TCP提供以认可的方式显式地创建和终止连接。
2．TCP保证可靠的、顺序的（数据包以发送的顺序接收）以及不会重复的数据传输。
3．TCP处理流控制。
4．允许数据优先
5．如果数据没有传送到，则TCP套接口返回一个出错状态条件。
6．TCP通过保持连续并将数据块分成更小的分片来处理大数据块。—无需程序员知道
缺点： TCP在转移数据时必须创建（并保持）一个连接。这个连接给通信进程增加了开销，让它比UDP速度要慢。
（5）UDP优缺点：
1．UDP不要求保持一个连接
2．UDP没有因接收方认可收到数据包（或者当数据包没有正确抵达而自动重传）而带来的开销。
3．设计UDP的目的是用于短应用和控制消息
4．在一个数据包连接一个数据包的基础上，UDP要求的网络带宽比TDP更小。

三、C/S架构中的服务端与客户端方案选择

1、服务器需要绑定IP和端口
2、Tcp需要服务器端先开机