Socket套接字

Posted 2022-04-23 zkfopen

1 Socket套接字

       不断Socket套接字由远景研究规划局（Advanced Research Projects Agency, ARPA）资助加里福尼亚大学伯克利分校的一个研究组研发。其目的是将TCP/IP协议相关软件移植到UNIX类系统中。设计者开发了一个接口，以便应用程序能简单地调用该接口通信。这个接口不断完善，最终形成了Socket套接字。Linux系统采用了Socket套接字，因此，Socket接口就被广泛使用，到现在已经成为事实上的标准。与套接字相关的函数被包含在头文件sys/socket.h中。

 

2 Socket套接字简介

       Socket的英文原意是"插座"，作为类UNIX系统的进程通信机制，它如同插座一样方便的帮助计算机接入互联网通信。

       任何用户在通信之前，首先要先申请一个Socket号，Socket号相当于自己的电话号码。同时要知道对方的电话号码，相当于对方有一个Socket。然后向对方拨号呼叫，相当于发出连接请求（假如对方不在同一区内，还要拨对方区号，相当于给出网络地址）。对方假如在场并空闲（相当于通信的另一主机开机且可以接受连接请求），拿起电话话筒，双方就可以正式通话，相当于连接成功。双方通话的过程，是向电话机发出信号和从电话机接受信号的过程，相当于Socket发送数据和从Socket接受数据。通话结束后，一方挂起电话机，相当于关闭Socket，撤销连接。

       由此可见，Socket的通信机制与电话交换机制非常相似。Socket实质上提供了进程通信的端点。进程通信之前，双方首先必须各自创建一个端点，否则是没有办法建立联系并相互通信的。每一个Socket都用一个半相关描述。

1. 协议，本地地址，本地端口。 

       一个完整的Socket则用一个相关描述：

1. 协议，本地地址，本地端口，远程地址，远程端口。 

       每一个Socket有一个本地的唯一Socket号，由操作系统分配。套接字有3种类型：流式套接字（SOCK_STREAM）、数据包套接字（SOCK_DGRAM）和原始套接字。流式套接字可以提供可靠的、面向连接的通信流。如果通过流式套接字发送了顺序的数据：1、2。那么数据到达远程时候的顺序也是1、2。流式套接字可用于Telnet远程连接、WWW服务等需要使数据顺序传递的应用，它使用TCP协议保证数据传输的可靠性。流式套接字的工作原理如图18.9所示，我们将网络中的两台主机分别作为服务器和客户机看待。

       数据包套接字定义了一种无连接的服务，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证可靠性。数据包套接字使用者数据包协议UDP，数据只是简单地传送到对方。数据包套接字的工作原理如图18.10所示。

图18.9  流式套接字的工作原理

图18.10  数据套接字的工作原理

 

3 多个客户端同时连接在一个服务器上

       这时候服务器端应该使用多线程，每连接上一个客户端就给该客户端开启一个线程。监听端口的时候也要单独开一个线程、不然会阻塞主线程。这样做有一个明显的缺点，就是有N个客户端请求连接时，就会有N个线程，对程序的性能和计算机的性能影响很大，可以使用线程池进行管理。

       使用线程池的好处：主要用于减少因频繁创建和销毁线程带来开销，因此那些经常使用且执行时间短的线程需要用线程池来管理。

推荐：

多个客户端如何同时连接到服务器上的一个端口，比如80？（译）

 

参考：

什么是套接字（Socket）