The First Encounter With Socket

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Oct 4, 2017
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Socket
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网络基础 TCP/IP

在讨论 Socket 之前，我们得先追本溯源，看看 TCP/IP 是什么。
计算机与网络设备之间的通信，就如大国之间的外交一样，需要一种规则。这种规则就成称为协议（protocol）。计算机网络协议中存在各种各样的内容：从电缆规格到 IP 地址的选定方法、双方建立通信的顺序，以及 Web 页面显示需要处理的步骤，等等。
而与互联网相关联的协议集合总称为 TCP/IP。

TCP/IP 的分层

TCP/IP 按层次分为4层：应用层、传输层、网络层和数据链路层。
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TCP/IP 通信传输流

利用 TCP/IP 协议族进行网络通信时，会通过分层顺序与对方进行通信，发送端从应用层往下走，接收端则从应用层往上走。
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Socket 的基本概念

Socket 是对 TCP/IP 协议族的一种封装，是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层。它把复杂的 TCP/IP 协议族隐藏在 Socket API 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。也就是说， TCP/IP 提供给程序员做网络开发所用的接口就是 Socket 编程接口。

利用 Socket 建立网络连接的步骤与基本操作

利用 Socket 建立网络至少需要一对 Socket，其中一个运行于客户端，称为 ClientSocket ,运行于服务端的称为 ServerSocket。
套接字（Socket 的译名）之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。 　　1、服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。 　　2、客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。 　　为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。 　　3、连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。
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常用的三种 Socket 类型

  • 流式 Socket（SOCK_STREAM）:流式是一种面向连接的 Socket，针对于面向连接的 TCP服务应用
  • 数据报式 Socket（SOCK_DGRAM）:数据报式 Socket 是一种无连接的 Socket，对应于无连接的UDP 服务应用。
  • Unix 域 Socket （Unix Domain Socket）：Socket API原本是为网络通讯设计的，但后来在Socket 的框架上发展出一种IPC机制，就是Unix Domain Socket，用于同一台主机的进程间通讯。虽然网络socket也可用于同一台主机的进程间通讯（通过 loopback 地址127.0.0.1），但是Unix Domain Socket更有效率，不需要经过网络协议栈，只是将应用层数据从一个进程拷贝到另一个进程。

Socket 实践——在 Nodejs 中使用 TCP 套接字编程

服务端代码：
// server.js
const net = require("net");
const host = "127.0.0.1";
const port = 3001;

const server = net
  .createServer(c => {
    console.log(`客户端${c.remoteAddress}:${c.remotePort}已连接`);
     // "data" 事件处理函数
    c.on("data", data => {
      console.log(`来自客户端${c.remoteAddress}:${c.remotePort}的数据:${data}`);
      c.write(`已收到你的数据`);
    });
    c.on("end", () => {
      console.log(`客户端${c.remoteAddress}:${c.remotePort}断开连接`);
    });
  })
  .listen(port, host);
客户端代码：
// client.js
const net = require("net");
const host = "127.0.0.1";
const port = 3001;

const client = new net.Socket();

client.connect(port, host, () => {
  console.log(`连接至${host}:${port}`);
  // 向服务端发送数据
  client.write(`Hello!World!`);

  // "data" 事件处理函数
  client.on("data", data => {
    console.log(`服务器发回: ${data}`);
    client.destroy();
  });
});

client.on("close", function() {
  console.log(`断开连接`);
});

参考

  • 《图解 HTTP》

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