C/C 應用：深入理解Socket網(wǎng)絡通信

2019.11.15

來源：今日頭條@編程老大叔

Socket是網(wǎng)絡通訊經(jīng)常采用的一種方式，它不是一個具體的物件也不是想http類的通訊協(xié)議。你可以把它看成是一組基于TCP和UDP通信協(xié)議的接口，Socket其實就是一個門面模式，它把復雜的TCP/IP協(xié)議族隱藏在Socket接口后面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織數(shù)據(jù)，以符合指定的協(xié)議。

Socket基本概念

在了解Socket之前你需要對計算機通訊的分層有個大概的了解，具體講解我在這里就不講了，放一張很好的圖分享給大家：

上面圖詳細講了基本整個計算機通信的分層架構(gòu)，很多我也不了解沒我們只看我們關心的TCP/IP，其分層簡化圖示如下：

理解Socket

好，了解了基本分層機構(gòu)后，我們現(xiàn)在來形象的理解一下Socket到底是什么。我這里有一個很形象的實例可以幫助我們很好的理解Socket，這也是我當初在學習Socket編程時自己領悟出來的，那就是物流。

我們要傳送的數(shù)據(jù)就是物流中的貨物，ip就是發(fā)貨人和收貨人的聯(lián)系方式，那么Socket是什么？大家想想這送貨這這一流程還缺少啥？對呀，物流公司啊，對吧！物流公司就是那個Socket，他負責幫你處理送貨的瑣碎事情，比如你的貨物該怎么打包、該怎么防止易碎物品破碎、該用什么方式運輸、等等，如果是境外貨物還牽涉到報關等等一系列復雜瑣碎的事情，這些物流公司（Socket）幫你處理好了。示意圖如下：

理解TCP與UDP的區(qū)別以及三次握手和四次揮手

然后我們來說一下TCP和UDP的區(qū)別。前面講到Socket就相當于是物流公司，那么TCP協(xié)議就相當于是：假設你是寄貨方，你要寄給你朋友一份禮物，你首先得去物流公司去寄，這樣你再物流公司就相當于建立了一個事物（Socket實例）。然后物流公司有兩種服務方式讓你選擇（TCP和UDP）。

先說TCP，TCP這個協(xié)議它比較保守，物流公司說我必須確保你朋友會接收這份禮物，不然它不送。于是物流公司就回去聯(lián)系你朋友。然后聯(lián)系內(nèi)容大致如下：

物流：你好，我這里有個你朋友寄的禮物要給你，你收嗎？

你朋友：OK，收，什么時候發(fā)，多久到？

物流：現(xiàn)在就發(fā)，大概要12小時到。

然后物流才開始發(fā)貨，并且會給你們一個物流單號，這個單號就是關于這份貨物你和你朋友的發(fā)貨收貨憑證。這就是所謂的三次握手。示意圖：

物流發(fā)送完后還會聯(lián)系你朋友，大致對話內(nèi)容：

物流：你好，貨物已發(fā)送，請注意查收

你朋友：好的。

貨物送到，你朋友：OK，貨物收到，你們可以結(jié)案

物流：好的，我結(jié)案了。

這就是所謂的四次揮手（拜拜）；

（注釋：三次握手四次揮手這都是Socket在你建立的時候根據(jù)你選擇的協(xié)議確定好的）

這樣是不是很麻煩，估計也就順豐有這服務了，其他大部分公司還是沒有這么貼心的服務的，他們可能就是UDP協(xié)議方式了。

UDP比較簡單，當你用物流（Socket）寄貨物的時候物流公司并不會管你朋友是否能聯(lián)系上，是否愿意接收，它只負責將你的貨物發(fā)出去就完事。這中間是不需要通知你朋友的，你和你朋友也不需要有連接，這就是所謂的無連接。

兩種協(xié)議區(qū)別

UDP 常用于一次性傳輸比較少量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡應用中,UDP 也常用于多媒體應用（如 IP 電話、實時視頻會議、流媒體等），顯然，可靠數(shù)據(jù)傳輸對于這些應用來說并不是最重要的，但 TCP 的擁塞控制會導致數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的延遲，這是它們不能容忍的，我們最熟悉的視頻通話大部分就是用的UDP協(xié)議。

TCP面向連接，即發(fā)送數(shù)據(jù)之前需要建立連接，并且TCP是擁有擁塞機制的，當前部分數(shù)據(jù)還沒有被接收完，后部分的數(shù)據(jù)會被阻塞知道前部分數(shù)據(jù)傳遞OK后才會繼續(xù)傳遞后半部分，所以通過TCP連接傳送的數(shù)據(jù)，無差錯，不丟失，不重復，且按序到達；在數(shù)據(jù)完整性、安全性要求較高的場景需要使用TCP協(xié)議，比如你傳送重要辦公文件、圖片等，這些東西丟包都是會影響數(shù)據(jù)品質(zhì)的。

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