socket

socket

网络通讯三要素

  • IP地址(主机名)

    • 网络中设备的标示
    • 不易记忆,可以用主机名
    • 本地回环地址:127.0.0.1 主机名:localhost
      • 每台计算机都有一个 127.0.0.1
      • 如果 127.0.0.1 ping 不通,说明网卡不工作
      • 如果本机地址 ping 不通,说明网线坏了
  • 端口号

    • 用于标示进程的逻辑地址,不同进程的标示
    • 有效端口:0~65535
    • 其中 0~1024由系统使用或者保留端口
    • 开发中不要使用 1024 以下的端口
  • 传输协议

    • TCP(传输控制协议)
    • UDP(数据报文协议)

通过 IP 找机器,通过 端口 找程序,通过 协议 确定如何传输数据

网络模型

OSI网络模型示意图.png

网络参考模型

网络参考模型.png

常见网络协议

协议 端口 说明
HTTP 80 超文本传输协议
HTTPS 443 HTTP+SSL,HTTP的安全版
FTP 20/21/990 文件传输协议
POP 110 邮局协议
SMTP 25 简单邮件传输协议
telnet 23 远程终端协议
SSH 22 Secure Shell

TCP & UDP

  • UDP(用户数据报协议)

    • 只管发送,不确认对方是否接收到
    • 将数据及源和目的封装成数据包中,不需要建立连接
    • 每个数据报的大小限制在64K之内
    • 因为无需连接,因此是不可靠协议
    • 不需要建立连接,速度快
    • 应用场景:多媒体教室/网络流媒体
  • TCP(传输控制协议)

    • 建立连接,形成传输数据的通道
    • 在连接中进行大数据传输(数据大小不收限制)
    • 通过三次握手完成连接,是可靠协议,安全送达
    • 必须建立连接,效率会稍低

Socket(套接字层、插座)

  • Socket就是为网络服务提供的一种机制
  • 通信的两端都是 Socket
  • 网络通信其实就是 Socket 间的通信
  • 数据在两个 Socket 间通过 IO 传输
  • Socket纯C语言的,是跨平台的

通讯示意图

socket原理.jpg

辅助工具 —— NetCat

  • 是终端下用于调试和检查网络的工具包
  • 可用于创建 TCP/IP 连接
  • 进入终端,输入以下指令
# 始终监听本地计算机 12345 端口的数据
$ nc -lk 12345

函数注释

  • socket
/**
 参数

 domain:    协议域,AF_INET(IPV4的网络开发)
 type:      Socket 类型,SOCK_STREAM(TCP)/SOCK_DGRAM(UDP,报文)
 protocol:  IPPROTO_TCP,协议,如果输入0,可以根据第二个参数,自动选择协议

 返回值
 socket,如果 > 0 就表示成功
 */
self.clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  • connect
/**
 参数
 1> 客户端socket
 2> 指向数据结构sockaddr的指针,其中包括目的端口和IP地址
     服务器的"结构体"地址
     提示:C 语言中没有对象
 3> 结构体数据长度

 返回值
    0 成功/其他 错误代号,非0即真
 */
struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
serverAddr.sin_port = htons(12345);

return connect(self.clientSocket, (const struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == 0;
  • send
/**
 参数
 1> 客户端socket
 2> 发送内容地址 void * == id
 3> 发送内容长度
 4> 发送方式标志,一般为0

 返回值
    如果成功,则返回发送的字节数,失败则返回SOCKET_ERROR
 */
NSString *msg = @"hello socket";
ssize_t sendLen = send(clientSocket, msg.UTF8String, strlen(msg.UTF8String), 0);
  • recv
/**
 参数
 1> 客户端socket
 2> 接收内容缓冲区地址
 3> 接收内容缓存区长度
 4> 接收方式,0表示阻塞,必须等待服务器返回数据

 返回值
    如果成功,则返回读入的字节数,失败则返回SOCKET_ERROR
 */
uint8_t buffer[1024];
ssize_t recvLen = recv(self.clientSocket, buffer, sizeof(buffer), 0);
  • close
close(self.clientSocket);

长/短连接 & 心跳包

  • 短连接

    • 数据请求结束后,立即断开连接
    • 能够及时释放服务器资源
    • 让服务器能够为更多的用户提供服务
  • 长连接

    • 一旦连接建立之后,始终保持连接状态
  • 后续只需发送和接收数据即可,数据响应更及时

  • 长连接对服务器资源占用比较大

  • 对交互响应要求快的应用,例如即时通讯,需要使用长连接

  • 心跳包

    • 是检测长连接的重要技术手段
    • 可以由服务器发送
      • 定时向客户端发送小数据,根据回执判断客户端是否在线
    • 也可以由客户端发送
      • 定时向服务器发送小数据,报告客户端当前在线
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