計算機網路套接字編程詳解

Ⅰ 套接字是什麼

套接字（socket）是一個抽象層，應用程序可以通過它發送或接收數據，可對其進行像對文件一樣的打開、讀寫和關閉等操作。套接字允許應用程序將I/O插入到網路中，並與網路中的其他應用程序進行通信。網路套接字是IP地址與埠的組合。

總之，套接字Socket=（IP地址：埠號），套接字的表示方法是點分十進制的IP地址後面寫上埠號，中間用冒號或逗號隔開。每一個傳輸層連接唯一地被通信兩端的兩個端點（即兩個套接字）所確定。

(1)計算機網路套接字編程詳解擴展閱讀

Socket最初是加利福尼亞大學Berkeley分校為Unix系統開發的網路通信介面。後來隨著TCP/IP網路的發展，Socket成為最為通用的應用程序介面，也是在Internet上進行應用開發最為通用的API。

Windows系統流行起來之後，由Microsoft聯合了其他幾家公司在Berkeley Sockets的基礎之上進行了擴充，共同制定了一套Windows下的網路編程介面，即Windows Sockets規范。

Windows Sockets規范是一套開放的、支持多種協議的Windows下的網路編程介面，包括1.1版和2.0版兩個版本。

參考資料來源：網路-套接字

Ⅱ 在windows下用C語言如何實現socket網路編程，需要用到哪些頭文件或者庫

需要用到的頭文件包含：

#include <winsock2.h>

#include <windows.h>

與Linux環境下socket編程相比，windows環境多了一個步驟：啟動或者初始化winsock庫

Winsock，一種標准API，一種網路編程介面，用於兩個或多個應用程序（或進程）之間通過網路進行數據通信。具有兩個版本：

Winsock 1:

Windows CE平台支持。

頭文件：WinSock.h

庫：wsock32.lib

Winsock 2:

部分平台如Windows CE貌似不支持。通過前綴WSA可以區別於Winsock 1版本。個別函數如WSAStartup、WSACleanup、WSARecvEx、WSAGetLastError都屬於Winsock 1.1規范的函數；

頭文件：WinSock2.h

庫：ws2_32.lib

mswsock.h用於編程擴展，使用時必須鏈接mswsock.dll

(2)計算機網路套接字編程詳解擴展閱讀

winsock庫的載入與卸載：

載入：int WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);

載入成功，返回值為0。

WORD wVersionRequested：載入的winsock版本，使用宏MAKEWORD(x, y)，x表示高位元組,y表示低位元組。然而使用時MAKEWORD(2, 2)。高位元組與低位元組相同~~

LPWSADATA lpWSAData：WSADATA結構的指針，傳入參數後，系統幫助我們填充版本信息。有興趣的可以看看結構體內容，不過基本用不著。

卸載：int WSACleanup(void);比起載入，卸載的函數真是輕松愉快。

Ⅲ 進程間通信(IPC)——Unix域套接字 VS 網路套接字

進程間通信就是不同進程間進行數據交換的過程。因為進程間相互獨立，每個進程擁有獨立的地址空間、數據處理邏輯，操作系統保證了進程獨立運行的地址安全；但在復雜系統，單進程往往不能勝任業務需求，需要多進程的加入，多進程協作完成工作，這就離不開進程間通信這個話題了。

進程間通信有很多種方式，列舉如下：

而進程間通信按進程分布情況可以 單機內的進程間通信 和 多機間遠程調用的進程間通信 ，後者無需多講，在分布式等大型系統中是非常常見的，而進行通信的方式主要是上述方法中的網路IPC，有非常多的資料介紹相關內容，不在本文的討論范圍之內。

本文主要討論在 單機內進程間通信 中，Unix域套接字和TCP網路套接字的對比，後者屬於網路IPC。

套接字是一種應用程序介面，包括了一個用C語言寫成的應用程序開發庫，主要用於實現進程間通訊，在計算機網路通訊方面被廣泛使用。下面要討論的網路套接字和Unix套接字均屬於套接字。

在定義套接字類型的時候，網路套接字通常使用 AF_INET 進行定義；Unix域套接字則使用 AF_UNIX 進行定義。

套接字類型有三種，分別是流式套接字、數據報套接字和原始套接字。

流式套接字(SOCK_STREAM)：流式套接字用於提供面向連接、可靠的數據傳輸服務。該服務將保證數據能夠實現無差錯、無重復發送，並按順序接收。流式套接字之所以能夠實現可靠的數據服務，原因在於其使用了傳輸控制協議，即TCP（The Transmission Control Protocol）協議。

數據報套接字(SOCK_DGRAM)：數據報套接字提供了一種無連接的服務。該服務並不能保證數據傳輸的可靠性，數據有可能在傳輸過程中丟失或出現數據重復，且無法保證順序地接收到數據。數據報套接字使用UDP（User Datagram Protocol）協議進行數據的傳輸。由於數據報套接字不能保證數據傳輸的可靠性，對於有可能出現的數據丟失情況，需要在程序中做相應的處理。

原始套接字(SOCK_RAW)：原始套接字(SOCKET_RAW)允許對較低層次的協議直接訪問，比如IP、 ICMP協議，它常用於檢驗新的協議實現，或者訪問現有服務中配置的新設備，因為RAW SOCKET可以自如地控制Windows下的多種協議，能夠對網路底層的傳輸機制進行控制，所以可以應用原始套接字來操縱網路層和傳輸層應用。比如，我們可以通過RAW SOCKET來接收發向本機的ICMP、IGMP協議包，或者接收TCP/IP棧不能夠處理的IP包，也可以用來發送一些自定包頭或自定協議的IP包。網路監聽技術很大程度上依賴於SOCKET_RAW。

原始套接字與標准套接字（標准套接字指的是前面介紹的流式套接字和數據報套接字）的區別在於：原始套接字可以讀寫內核沒有處理的IP數據包，而流式套接字只能讀取TCP協議的數據，數據報套接字只能讀取UDP協議的數據。因此，如果要訪問其他協議發送數據必須使用原始套接字。

網路通信中通常都是使用網路套接字進行通信，可用於單機進程間通信和多機進程間通信，網路套接字由五元組來標識：(源地址、源埠、目標地址、目標埠、通信協議)，因而網路套接字在網路協議棧中屬於傳輸層之上的內容。所以，在使用網路套接字通信的時候，傳遞內容需要經過完整的網路協議棧四層模型中的(傳輸層-網路層-網路訪問層（數據鏈路層-物理層）)。

回想在協議棧當中，對於報文的處理有哪些操作。

Unix域套接字只能用於在同一個計算機的進程間進行通信。雖然網路套接字也可以用於單機進程間的通信，但是使用Unix域套接字效率會更高，因為Unix域套接字僅僅進行數據復制，不會執行在網路協議棧中需要處理的添加、刪除報文頭、計算校驗和、計算報文順序等復雜操作，因而在單機的進程間通信中，更加推薦使用Unix域套接字。

關於套接字的使用，資料很多，不再介紹。

這里拿網路套接字和Unix域套接字出來比較的原因是，很多人在進行單機多進程開發時沒有注意到Unix域套接字的存在，而是使用了成本較高的網路套接字進行開發。Unix套接字在通信開銷方面是很小的，因而在單機通信中更加推薦使用Unix域套接字。

原文鏈接

Ⅳ 網路連接詳解

用戶： 需求發起者。

數據傳輸過程圖：

應用程序： 發起數據的傳輸交流過程。

過程：

過程：

過程：

過程：

過程：

過程：

過程：

註： OSI參考模型總結 - 小白的博客 - CSDN博客

訪問伺服器的過程可以通過 windows+R 快捷命令 --> 進入運行界面--->然後通過cmd 命令 --->進入控制台--->然後輸入命令 tracert + 訪問的域名網址-->查看訪問過程。

ping命令來測試網路連接：

物理層常見故障：

硬體連接問題：1.接觸不良2.硬體未連通

數據鏈路層故障：

1.MAC地址沖突不能上網；

2.交換機與計算機網卡的帶寬協商不一致，網速不一致導致網路不通；

3.ADSL欠費導致網路不通；

4.將計算機錯誤的連接到VLAN（Virtual Local Area Network）。

註：

網路層故障：

1.計算機IP地址設置錯誤。

2.計算機沒有設置網關。

3.計算機子網掩碼配置錯誤。

4.沿途路由器路由表錯誤。

傳輸層故障：

表示層故障：

亂碼問題（字元集對應錯誤）

應用層故障：

應用層程序配置問題（瀏覽器伺服器的配置問題導致上網故障等）

物理層安全：

防止非法計算機接入公司網路（包括無線AP）

數據鏈路層安全：

1.設置WiFi密碼，屬於網路鏈路層添加秘鑰的方法。

2.公司內部的交換機可以設置哪個Mac地址可以接入，設置接多少台計算機。

3.家裡的ASDL撥號上網的需要登入賬號密碼。

4.劃分不同的VLAN（Virtual Local Area Network）

網路層安全：

1.在路由器上設置ACL控制數據包轉發，控制網路。

2.在計算機上設置網路安全，設置訪問許可權。

應用層安全：

發現軟體漏洞，增補丁。

TCP用主機的IP地址加上主機上的埠號作為TCP連接的端點，這種端點就叫做套接字（socket）或插口。套接字可以實現將多個客戶連接到一個伺服器。

它是網路通信中端點的抽象表示，包含進行網路通信必需的五種信息：1.連接使用的協議，2.本地主機的IP地址，3.本地進程的協議埠，4.遠地主機的IP地址，5.遠地進程的協議埠。

1.域： 套接字通信中使用的網路介質，常見的有AF_INET(因特網路)

2.類型：

a. 流式套接字（sock_stream）: 用於提供面向連接、有序的、可靠的雙向jie節流的鏈接式數據傳輸服務，由類型sock_stream指定，他是在AF_INET域中通過TCP/IP鏈接實現的。

b. 數據報套接字（sock_dgram）: 提供了一種無連接的服務，是AF_INET域中通過UDP/IP鏈接實現的。

c. 原始套接字（sock_raw）: 允許對較低層次的協議直接訪問，比如IP、ICMP協議，他常用於檢驗新的協議的實現或者訪問現有服務中配置的新設備。網路監聽技術很大程度上依賴於socket_raw.

3.協議: 套接字協議一般採用默認值。即默認參數為0。

1.套接字是用於描述IP地址和埠，是一個通信鏈的句柄。應用程序通常通過"套接字"向網路發出請求或者應答網路請求。

2.當前應用進程需要使用網路進行通信時，就會發出系統調用，請求操作系統為其創建「套接字」，以便把網路通信所需要的系統資源分配給該應用進程。

3.操作系統為這些資源的總和，用一個叫做套接字描述符的號碼表示，並把此號碼返回給應用進程，應用進程所進行的網路操作都必須使用這個號碼。

4.通信完畢後，應用進程通過一個關閉套接字的系統調用通知操作系統回收與該「號碼」相關的所有資源。

1.連接創建階段

a.套接字被創建後，其埠號和IP地址都是空的，應用進程調用bind(綁定)來指明套接字的本地地址（在伺服器端調用bind時就是把熟知埠號和本地IP填寫到已創建的套接字中）

b.伺服器調用bind後 ，還必須調用listen（收聽）把套接字設置為被動方式，以便隨時接收客戶的服務請求。（UDP伺服器由於只提供了無限連接服務，不使用listen系統調用）

c.客戶進程發送連接請求後，伺服器緊接著調用accept（接受），以把客戶進程發來的連接請求提取出來。（系統調用accept的一個變數就是要指明哪一個套接字發起的連接。）

2.數據傳輸階段

客戶和伺服器都在TCP連接上使用send系統調用傳送數據，使用recv系統調用接收數據。

3.連接釋放階段

一旦客戶或者伺服器結束使用套接字，就把套接字撤銷，此時調用close釋放連接和撤銷套接字。應用層總結-系統調用和應用編程介面 - 十分殘念的博客 - CSDN博客

其過程示意圖如下：

網路編程的目的：

直接或間接地通過網路協議與其他計算機進行通訊。

網路編程的問題：

1.如何准確的定位網路上一台或多態主機。

2.找到主機後，如何快速高效的傳輸數據。

網路編程的對象：

傳輸層提供的面向應用的可靠或非可靠的數據傳輸機制。

網路編程流行模型：

1.CS模型（客戶端/伺服器模型）

2.BS模型（瀏覽器/伺服器模型）

參考網路編程--Socket(套接字) - A-祥子 - 博客園

註： 擴展鏈接內關於TCP/IP的相關知識講解也相當詳細，可以參考瀏覽一下。