Socket通訊原理簡介

Socket通訊原理簡介

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何謂socket

計算機，顧名思義便是用來作計算。於是也須要輸入和輸出，輸入須要計算的條件，輸出計算結果。這些輸入輸出能夠抽象爲I/O（input output）。

Unix的計算機處理IO是經過文件的抽象。計算機不一樣的進程之間也有輸入輸出，也就是通訊。所以這這個通訊也是經過文件的抽象文件描述符來進行。

在同一臺計算機，進程之間能夠這樣通訊，若是是不一樣的計算機呢？網絡上不一樣的計算機，也能夠通訊，那麼就得使用網絡套接字（socket）。socket就是在不一樣計算機之間進行通訊的一個抽象。他工做於TCP/IP協議中應用層和傳輸層之間的一個抽象。以下圖：

socket.jpg

服務器通訊

socket保證了不一樣計算機之間的通訊，也就是網絡通訊。對於網站，通訊模型是客戶端服務器之間的通訊。兩個端都創建一個socket對象，而後經過socket對象對數據進行傳輸。一般服務器處於一個無線循環，等待客戶端鏈接：

socket3.jpg

socket 通訊實例

socket接口是操做系統提供的，調用操做系統的接口。固然高級語言通常也封裝了好用的函數接口，下面用python代碼寫一個簡單的socket服務端例子：

server.py

import socket HOST = 'localhost' # 服務器主機地址 PORT = 5000 # 服務器監聽端口 BUFFER_SIZE = 2048 # 讀取數據大小 # 建立一個套接字 sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 綁定主機和端口 sock.bind((HOST, PORT)) # 開啓socket監聽 sock.listen(5) print 'Server start, listening {}'.format(PORT) while True: # 創建鏈接，鏈接爲創建的時候阻塞 conn, addr = sock.accept() while True: # 讀取數據，數據還沒到來阻塞 data = conn.recv(BUFFER_SIZE) if len(data): print 'Server Recv Data: {}'.format(data) conn.send(data) print 'Server Send Data: {}'.format(data) else: print 'Server Recv Over' break conn.close() sock.close()

client.py

import socket HOST = 'localhost' PORT = 5000 BUFFER_SIZE = 1024 # 建立客戶端套接字 sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 鏈接到服務器 sock.connect((HOST, PORT)) try: message = "Hello" # 發起數據給服務器 sock.sendall(message) amount_received = 0 amount_expected = len(message) while amount_received < amount_expected: # 接收服務器返回的數據 data = sock.recv(10) amount_received += len(data) print 'Client Received: {}'.format(data) except socket.errno, e: print 'Socket error: {}'.format(e) except Exception, e: print 'Other exception: %s'.format(e) finally: print 'Closing connection to the server' sock.close()

TCP 三次握手

python代碼寫套接字很簡單。傳說的TCP三次握手又是如何體現的呢？什麼是三次握手呢?

• 第一握：首先客戶端發送一個syn，請求鏈接，
• 第二握：服務器收到以後確認，併發送一個 syn ack應答
• 第三握：客戶端接收到服務器發來的應答以後再給服務器發送創建鏈接的肯定。

用下面的比喻就是

C：約麼？

S：約

C：好的

約會

這樣就創建了一個TCP鏈接會話。若是是要斷開鏈接，大體過程是：

tcp.png

上圖也很清晰的代表了三次握手的socket具體過程。

1. 客戶端socket對象connect調用以後進行阻塞，此過程發送了一個syn。
2. 服務器socket對象調用accept函數以後阻塞，直到客戶端發送來的syn，而後發送syn和ack應答
3. 客戶端socket對象收到服務端發送的應答以後，再發送一個ack給服務器，並返回connect調用，創建鏈接。
4. 服務器socket對象接受客戶端最後一次握手肯定ack返回accept函數，創建鏈接。

至此，客戶端和服務器的socket通訊鏈接創建完成，剩下的就是兩個端的鏈接對象收發數據，從而完成網絡通訊。