计算机网络套接字编程详解

Ⅰ 套接字是什么

套接字（socket）是一个抽象层，应用程序可以通过它发送或接收数据，可对其进行像对文件一样的打开、读写和关闭等操作。套接字允许应用程序将I/O插入到网络中，并与网络中的其他应用程序进行通信。网络套接字是IP地址与端口的组合。

总之，套接字Socket=（IP地址：端口号），套接字的表示方法是点分十进制的IP地址后面写上端口号，中间用冒号或逗号隔开。每一个传输层连接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所确定。

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Socket最初是加利福尼亚大学Berkeley分校为Unix系统开发的网络通信接口。后来随着TCP/IP网络的发展，Socket成为最为通用的应用程序接口，也是在Internet上进行应用开发最为通用的API。

Windows系统流行起来之后，由Microsoft联合了其他几家公司在Berkeley Sockets的基础之上进行了扩充，共同制定了一套Windows下的网络编程接口，即Windows Sockets规范。

Windows Sockets规范是一套开放的、支持多种协议的Windows下的网络编程接口，包括1.1版和2.0版两个版本。

参考资料来源：网络-套接字

Ⅱ 在windows下用C语言如何实现socket网络编程，需要用到哪些头文件或者库

需要用到的头文件包含：

#include <winsock2.h>

#include <windows.h>

与Linux环境下socket编程相比，windows环境多了一个步骤：启动或者初始化winsock库

Winsock，一种标准API，一种网络编程接口，用于两个或多个应用程序（或进程）之间通过网络进行数据通信。具有两个版本：

Winsock 1:

Windows CE平台支持。

头文件：WinSock.h

库：wsock32.lib

Winsock 2:

部分平台如Windows CE貌似不支持。通过前缀WSA可以区别于Winsock 1版本。个别函数如WSAStartup、WSACleanup、WSARecvEx、WSAGetLastError都属于Winsock 1.1规范的函数；

头文件：WinSock2.h

库：ws2_32.lib

mswsock.h用于编程扩展，使用时必须链接mswsock.dll

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winsock库的加载与卸载：

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

加载成功，返回值为0。

WORD wVersionRequested：加载的winsock版本，使用宏MAKEWORD(x, y)，x表示高字节,y表示低字节。然而使用时MAKEWORD(2, 2)。高字节与低字节相同~~

LPWSADATA lpWSAData：WSADATA结构的指针，传入参数后，系统帮助我们填充版本信息。有兴趣的可以看看结构体内容，不过基本用不着。

卸载：int WSACleanup(void);比起加载，卸载的函数真是轻松愉快。

Ⅲ 进程间通信(IPC)——Unix域套接字 VS 网络套接字

进程间通信就是不同进程间进行数据交换的过程。因为进程间相互独立，每个进程拥有独立的地址空间、数据处理逻辑，操作系统保证了进程独立运行的地址安全；但在复杂系统，单进程往往不能胜任业务需求，需要多进程的加入，多进程协作完成工作，这就离不开进程间通信这个话题了。

进程间通信有很多种方式，列举如下：

而进程间通信按进程分布情况可以 单机内的进程间通信 和 多机间远程调用的进程间通信 ，后者无需多讲，在分布式等大型系统中是非常常见的，而进行通信的方式主要是上述方法中的网络IPC，有非常多的资料介绍相关内容，不在本文的讨论范围之内。

本文主要讨论在 单机内进程间通信 中，Unix域套接字和TCP网络套接字的对比，后者属于网络IPC。

套接字是一种应用程序接口，包括了一个用C语言写成的应用程序开发库，主要用于实现进程间通讯，在计算机网络通讯方面被广泛使用。下面要讨论的网络套接字和Unix套接字均属于套接字。

在定义套接字类型的时候，网络套接字通常使用 AF_INET 进行定义；Unix域套接字则使用 AF_UNIX 进行定义。

套接字类型有三种，分别是流式套接字、数据报套接字和原始套接字。

流式套接字(SOCK_STREAM)：流式套接字用于提供面向连接、可靠的数据传输服务。该服务将保证数据能够实现无差错、无重复发送，并按顺序接收。流式套接字之所以能够实现可靠的数据服务，原因在于其使用了传输控制协议，即TCP（The Transmission Control Protocol）协议。

数据报套接字(SOCK_DGRAM)：数据报套接字提供了一种无连接的服务。该服务并不能保证数据传输的可靠性，数据有可能在传输过程中丢失或出现数据重复，且无法保证顺序地接收到数据。数据报套接字使用UDP（User Datagram Protocol）协议进行数据的传输。由于数据报套接字不能保证数据传输的可靠性，对于有可能出现的数据丢失情况，需要在程序中做相应的处理。

原始套接字(SOCK_RAW)：原始套接字(SOCKET_RAW)允许对较低层次的协议直接访问，比如IP、 ICMP协议，它常用于检验新的协议实现，或者访问现有服务中配置的新设备，因为RAW SOCKET可以自如地控制Windows下的多种协议，能够对网络底层的传输机制进行控制，所以可以应用原始套接字来操纵网络层和传输层应用。比如，我们可以通过RAW SOCKET来接收发向本机的ICMP、IGMP协议包，或者接收TCP/IP栈不能够处理的IP包，也可以用来发送一些自定包头或自定协议的IP包。网络监听技术很大程度上依赖于SOCKET_RAW。

原始套接字与标准套接字（标准套接字指的是前面介绍的流式套接字和数据报套接字）的区别在于：原始套接字可以读写内核没有处理的IP数据包，而流式套接字只能读取TCP协议的数据，数据报套接字只能读取UDP协议的数据。因此，如果要访问其他协议发送数据必须使用原始套接字。

网络通信中通常都是使用网络套接字进行通信，可用于单机进程间通信和多机进程间通信，网络套接字由五元组来标识：(源地址、源端口、目标地址、目标端口、通信协议)，因而网络套接字在网络协议栈中属于传输层之上的内容。所以，在使用网络套接字通信的时候，传递内容需要经过完整的网络协议栈四层模型中的(传输层-网络层-网络访问层（数据链路层-物理层）)。

回想在协议栈当中，对于报文的处理有哪些操作。

Unix域套接字只能用于在同一个计算机的进程间进行通信。虽然网络套接字也可以用于单机进程间的通信，但是使用Unix域套接字效率会更高，因为Unix域套接字仅仅进行数据复制，不会执行在网络协议栈中需要处理的添加、删除报文头、计算校验和、计算报文顺序等复杂操作，因而在单机的进程间通信中，更加推荐使用Unix域套接字。

关于套接字的使用，资料很多，不再介绍。

这里拿网络套接字和Unix域套接字出来比较的原因是，很多人在进行单机多进程开发时没有注意到Unix域套接字的存在，而是使用了成本较高的网络套接字进行开发。Unix套接字在通信开销方面是很小的，因而在单机通信中更加推荐使用Unix域套接字。

原文链接

Ⅳ 网络连接详解

用户： 需求发起者。

数据传输过程图：

应用程序： 发起数据的传输交流过程。

过程：

过程：

过程：

过程：

过程：

过程：

过程：

注： OSI参考模型总结 - 小白的博客 - CSDN博客

访问服务器的过程可以通过 windows+R 快捷命令 --> 进入运行界面--->然后通过cmd 命令 --->进入控制台--->然后输入命令 tracert + 访问的域名网址-->查看访问过程。

ping命令来测试网络连接：

物理层常见故障：

硬件连接问题：1.接触不良2.硬件未连通

数据链路层故障：

1.MAC地址冲突不能上网；

2.交换机与计算机网卡的带宽协商不一致，网速不一致导致网络不通；

3.ADSL欠费导致网络不通；

4.将计算机错误的连接到VLAN（Virtual Local Area Network）。

注：

网络层故障：

1.计算机IP地址设置错误。

2.计算机没有设置网关。

3.计算机子网掩码配置错误。

4.沿途路由器路由表错误。

传输层故障：

表示层故障：

乱码问题（字符集对应错误）

应用层故障：

应用层程序配置问题（浏览器服务器的配置问题导致上网故障等）

物理层安全：

防止非法计算机接入公司网络（包括无线AP）

数据链路层安全：

1.设置WiFi密码，属于网络链路层添加秘钥的方法。

2.公司内部的交换机可以设置哪个Mac地址可以接入，设置接多少台计算机。

3.家里的ASDL拨号上网的需要登入账号密码。

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

网络层安全：

1.在路由器上设置ACL控制数据包转发，控制网络。

2.在计算机上设置网络安全，设置访问权限。

应用层安全：

发现软件漏洞，增补丁。

TCP用主机的IP地址加上主机上的端口号作为TCP连接的端点，这种端点就叫做套接字（socket）或插口。套接字可以实现将多个客户连接到一个服务器。

它是网络通信中端点的抽象表示，包含进行网络通信必需的五种信息：1.连接使用的协议，2.本地主机的IP地址，3.本地进程的协议端口，4.远地主机的IP地址，5.远地进程的协议端口。

1.域： 套接字通信中使用的网络介质，常见的有AF_INET(因特网络)

2.类型：

a. 流式套接字（sock_stream）: 用于提供面向连接、有序的、可靠的双向jie节流的链接式数据传输服务，由类型sock_stream指定，他是在AF_INET域中通过TCP/IP链接实现的。

b. 数据报套接字（sock_dgram）: 提供了一种无连接的服务，是AF_INET域中通过UDP/IP链接实现的。

c. 原始套接字（sock_raw）: 允许对较低层次的协议直接访问，比如IP、ICMP协议，他常用于检验新的协议的实现或者访问现有服务中配置的新设备。网络监听技术很大程度上依赖于socket_raw.

3.协议: 套接字协议一般采用默认值。即默认参数为0。

1.套接字是用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。

2.当前应用进程需要使用网络进行通信时，就会发出系统调用，请求操作系统为其创建“套接字”，以便把网络通信所需要的系统资源分配给该应用进程。

3.操作系统为这些资源的总和，用一个叫做套接字描述符的号码表示，并把此号码返回给应用进程，应用进程所进行的网络操作都必须使用这个号码。

4.通信完毕后，应用进程通过一个关闭套接字的系统调用通知操作系统回收与该“号码”相关的所有资源。

1.连接创建阶段

a.套接字被创建后，其端口号和IP地址都是空的，应用进程调用bind(绑定)来指明套接字的本地地址（在服务器端调用bind时就是把熟知端口号和本地IP填写到已创建的套接字中）

b.服务器调用bind后 ，还必须调用listen（收听）把套接字设置为被动方式，以便随时接收客户的服务请求。（UDP服务器由于只提供了无限连接服务，不使用listen系统调用）

c.客户进程发送连接请求后，服务器紧接着调用accept（接受），以把客户进程发来的连接请求提取出来。（系统调用accept的一个变量就是要指明哪一个套接字发起的连接。）

2.数据传输阶段

客户和服务器都在TCP连接上使用send系统调用传送数据，使用recv系统调用接收数据。

3.连接释放阶段

一旦客户或者服务器结束使用套接字，就把套接字撤销，此时调用close释放连接和撤销套接字。应用层总结-系统调用和应用编程接口 - 十分残念的博客 - CSDN博客

其过程示意图如下：

网络编程的目的：

直接或间接地通过网络协议与其他计算机进行通讯。

网络编程的问题：

1.如何准确的定位网络上一台或多态主机。

2.找到主机后，如何快速高效的传输数据。

网络编程的对象：

传输层提供的面向应用的可靠或非可靠的数据传输机制。

网络编程流行模型：

1.CS模型（客户端/服务器模型）

2.BS模型（浏览器/服务器模型）

参考网络编程--Socket(套接字) - A-祥子 - 博客园

注： 扩展链接内关于TCP/IP的相关知识讲解也相当详细，可以参考浏览一下。