揭开Socket编程的面纱

对TCP/IP、UDP、Socket编程这些词你不会很陌生吧?随着网络技术的发展,这些词充斥着我们的耳朵。那么我想问:
1.         什么是TCP/IP、UDP?
2.         Socket在哪里呢?
3.         Socket是什么呢?
4.         你会使用它们吗?

什么是TCP/IP、UDP?

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)即传输控制协议/网间协议,是一个工业标准的协议集,它是为广域网(WANs)设计的。

UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。

这里有一张图,表明了这些协议的关系。
socket1 图1

TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。

Socket在哪里呢?

在图1中,我们没有看到Socket的影子,那么它到底在哪里呢?还是用图来说话,一目了然。

socket2
图2

原来Socket在这里。

Socket是什么呢?
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。
你会使用它们吗?
前人已经给我们做了好多的事了,网络间的通信也就简单了许多,但毕竟还是有挺多工作要做的。以前听到Socket编程,觉得它是比较高深的编程知识,但是只要弄清Socket编程的工作原理,神秘的面纱也就揭开了。
一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友,先拨号,朋友听到电话铃声后提起电话,这时你和你的朋友就建立起了连接,就可以讲话了。等交流结束,挂断电话结束此次交谈。    生活中的场景就解释了这工作原理,也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中,这也不一定。

socket3

图3

先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束。

在这里我就举个简单的例子,我们走的是TCP协议这条路(见图2)。例子用MFC编写,运行的界面如下:

socket4
图4

socket5

图5

在客户端输入服务器端的IP地址和发送的数据,然后按发送按钮,服务器端接收到数据,然后回应客户端。客户端读取回应的数据,显示在界面上。
下面是接收数据和发送数据的函数:

服务器端:

在服务器端,主要是启动Socket和监听线程。

监听线程函数:

服务器端一直在监听是否有客户端连接,如有连接,处理客户端的请求,给出回应,然后继续监听。

客户端:

客户端的发送函数:

客户端就一个函数完成了一次通信。在这里IP地址为何用127.0.0.1呢?使用这个IP地址,服务器端和客户端就能运行在同一台机器上,这样调试方便多了。当然你可以在你朋友的机器上运行Server程序(本人在局域网中测试过),在自己的机器上运行Client程序,当然输入的IP地址就该是你朋友机器的IP地址了。
简单的理论和实践都说了,现在Socket编程不神秘了吧?希望对你有些帮助。

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最新评论
  • bloodchill   2013/09/22

    socket提供了一种 服务器/客户机 连接的架构,TCP/IP socket只是 socket应用的一个实例,还有其他协议族也会使用socket。

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