浅谈网络编程之Socket

前言

此文只是简单概述Socket，Java编程的使用方法，还请移步Java 网络IO编程

Socket

Socket是用来连接网路，进行传输数据的工具,Scoket大致分为两种，TCP和UDP
TCP:
服务端：创建Socket->绑定ip和端口号->接听连接->accept连接
客户端：创建Socket->connect服务器

在创建Socket的时候其实并不区分客户端还是服务器端，如果绑定ip、端口则为服务端Socket，调用connect则为客户端Socket

Java 网络IO编程的Socket使用解读

在Java网络IO编程中，当我们创建一个服务端ServerSocket实例，例如

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8000);

好像我们并没有绑定ip？

当我们进入源码，就会发现，当ip不传的时候，它在构造时默认为我们绑定了一个地址——“0.0.0.0”。0.0.0.0代表的是本机所有ip地址，也就是说我们的Socket接收任意来自本机ip的连接，如果构造时传了ip地址，那么接收来自固定ip地址的连接。

我们再来看下客户端

Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8000);

好像不仅没有调用connect，还绑定了ip，端口。

我们再次进入源码，就能发现，我们传进去的ip和端口是用来建立连接的。源码就不贴了，大家有兴趣可以看下，都很好理解。

当完成消息传输后，服务端和客户端都会停止运行。

有些小伙伴可能会觉得，在Java里我明明用的是不同的“Socket”，比如serverSocket类，Socket类。还请注意，本文中的Socket表示的是“套接字”这个概念，而并非某个具体的实现类。其实到源码里会发现，Java代码的实际逻辑实现都用到了SocketOptions接口的实现类。

 

Socket的传输方式与协议

• 面向连接的数据传输方式：
  保证在传输的过程中数据不会消失、按序传递数据，并且数据的传输是没有边界的（比如在Socket编程时，TCP包头中没有“包长度字段”）。如果接收端读取数据的速度慢于传输端，导致接收端无法再接收，那么传输端会停止传输。如果传输出错还提供重传服务
  使用此数据传输方式的协议：TCP

• 面向消息的数据传输方式：
  不存在连接的概念
  不可靠的，不按序传递，以数据高速传递为目的，且每次传递的数据大小有限制
  使用此数据传输方式的协议：UDP

同一协议族中可能存在多个数据传输方式相同的协议。

Socket使用的时候需要指定协议，在Java编程中，我们构造Socket时似乎并没有指定使用的协议。但其实当我们使用Socket类、serverSocket类的时候，内部使用的是TCP协议的实现类；使用DatagramSocket类，MulticastSocket类时，内部使用的是UDP协议的实现类。有兴趣可以研究一下SocketImpl 和DatagramSocketImpl

扩展
我们平时说的TCP,UDP都属于TCP/IP协议族，TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型，而是由四个层次组成：链路层、网络（IP）层、传输层、应用层。我们的TCP,UDP位于传输层。

两台主机想要通过网络进行数据交换，需要先建立两台主机的物理连接（链路层负责）

为了在复杂的网络中传输数据，需要考虑向目标传输数据需要经过哪条路径（IP层负责）

IP层解决路径问题后，我们只要按照此路径传输数据即可，传输层以IP层提供的路径信息为基础完成实际的数据传输。

我们需要根据程序的特点决定服务器与客户端之间的数据传输规则，这就是应用层协议，网络编程大部分内容就是设计实现应用层协议。

向我们提供的工具便是Socket，以上内容都是Socket通信过程中自动处理的。选择数据传输路径，数据确认，数据传输过程都被隐藏到Socket内部。我们只需要利用Socket编写出程序即可。

分配给套接字的IP地址和端口号

大家还记得在创建服务端Socket的时候，我们需要绑定端口和ip，我们的端口号并非赋予计算机的值，而是为了区分程序中创建的Socket而分配给Socket的序号。初始化服务端Socket时应分配所属计算机的IP地址，同一个计算机可以分配多个IP地址，所以我们需要指定接收哪个IP传来的数据。如上文所述，如果为0.0.0.0，则接收来自该计算机所有ip的连接。

后记

创建一个Socket需要指定协议，ip，端口（不管是用来bind还是connect），创建的套接字时，TCP,UDP协议可以使用同样的端口号，因为他们的协议是不一样的。

 

参考书籍：《TCP/IP网络编程》(韩)尹圣雨