原文：https://blog.csdn.net/pashanhu6402/article/details/96428887

对TCP/IP、UDP、Socket编程这些词你不会很陌生吧？随着网络技术的发展，这些词充斥着我们的耳朵。那么我想问：

1.         什么是TCP/IP、UDP？
2.         Socket在哪里呢？
3.         Socket是什么呢？
4.         你会使用它们吗？

什么是TCP/IP、UDP？

         TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。
         UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。
        这里有一张图，表明了这些协议的关系。

                                                                                

                                                                        图1

       TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。
Socket在哪里呢？
       在图1中，我们没有看到Socket的影子，那么它到底在哪里呢？还是用图来说话，一目了然。

图2

       原来Socket在这里。
Socket是什么呢？
       Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，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。
你会使用它们吗？
       前人已经给我们做了好多的事了，网络间的通信也就简单了许多，但毕竟还是有挺多工作要做的。以前听到Socket编程，觉得它是比较高深的编程知识，但是只要弄清Socket编程的工作原理，神秘的面纱也就揭开了。
       一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。    生活中的场景就解释了这工作原理，也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中，这也不一定。

图3

       先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

============================================

我们深谙信息交流的价值，那网络中进程之间如何通信，如我们每天打开浏览器浏览网页 时，浏览器的进程怎么与web服务器通信的？当你用QQ聊天时，QQ进程怎么与服务器或你好友所在的QQ进程通信？这些都得靠socket？那什么是 socket？socket的类型有哪些？还有socket的基本函数，这些都是本文想介绍的。本文的主要内容如下：

• 1、网络中进程之间如何通信？

• 2、Socket是什么？

• 3、socket的基本操作

  • 3.1、socket()函数

  • 3.2、bind()函数

  • 3.3、listen()、connect()函数

  • 3.4、accept()函数

  • 3.5、read()、write()函数等

  • 3.6、close()函数

• 4、socket中TCP的三次握手建立连接详解

• 5、socket中TCP的四次握手释放连接详解

• 6、一个例子

IETF RFC33中发现的，撰写者为Stephen Carr、Steve Crocker和Vint Cerf。根据美国计算机历史博物馆的记载，Croker写道：“命名空间的元素都可称为套接字接口。一个套接字接口构成一个连接的一端，而一个连接可完全由一对套接字接口规定。”计算机历史博物馆补充道：“这比BSD的套接字接口定义早了大约12年。”

图1、socket中发送的TCP三次握手

从图中可以看出，当客户端调用connect时，触发了连接请求，向服务器发送了SYN J包，这时connect进入阻塞状态；服务器监听到连接请求，即收到SYN J包，调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ，ACK J+1，这时accept进入阻塞状态；客户端收到服务器的SYN K ，ACK J+1之后，这时connect返回，并对SYN K进行确认；服务器收到ACK K+1时，accept返回，至此三次握手完毕，连接建立。

总结：客户端的connect在三次握手的第二个次返回，而服务器端的accept在三次握手的第三次返回。

图2、socket中发送的TCP四次握手

图示过程如下：

• 某个应用进程首先调用close主动关闭连接，这时TCP发送一个FIN M；

• 另一端接收到FIN M之后，执行被动关闭，对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程，因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据；

• 一段时间之后，接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N；

• 接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。

这样每个方向上都有一个FIN和ACK。

view plaincopyprint?

1. #include "InitSock.h"
2. #include
3. #include
4. using namespace std;
5. CInitSock initSock; // 初始化Winsock库
6. int main()
7. {
8. // 创建套节字
9. SOCKET sListen = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
10. //用来指定套接字使用的地址格式，通常使用AF_INET
11. //指定套接字的类型，若是SOCK_DGRAM，则用的是udp不可靠传输
12. //配合type参数使用，指定使用的协议类型（当指定套接字类型后，可以设置为0，因为默认为UDP或TCP）
13. if(sListen == INVALID_SOCKET)
14. {
15. printf("Failed socket() \n");
16. return 0;
17. }
18. // 填充sockaddr_in结构 ,是个结构体
19. sockaddr_in sin;
20. sin.sin_family = AF_INET;
21. sin.sin_port = htons(4567); //1024 ~ 49151：普通用户注册的端口号
22. sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
23. // 绑定这个套节字到一个本地地址
24. if(::bind(sListen, (LPSOCKADDR)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)
25. {
26. printf("Failed bind() \n");
27. return 0;
28. }
29. // 进入监听模式
30. //2指的是，监听队列中允许保持的尚未处理的最大连接数
31. if(::listen(sListen, 2) == SOCKET_ERROR)
32. {
33. printf("Failed listen() \n");
34. return 0;
35. }
36. // 循环接受客户的连接请求
37. sockaddr_in remoteAddr;
38. int nAddrLen = sizeof(remoteAddr);
39. SOCKET sClient = 0;
40. char szText[] = " TCP Server Demo! \r\n";
41. while(sClient==0)
42. {
43. // 接受一个新连接
44. //（(SOCKADDR*)&remoteAddr）一个指向sockaddr_in结构的指针，用于获取对方地址
45. sClient = ::accept(sListen, (SOCKADDR*)&remoteAddr, &nAddrLen);
46. if(sClient == INVALID_SOCKET)
47. {
48. printf("Failed accept()");
49. }
50. printf("接受到一个连接：%s \r\n", inet_ntoa(remoteAddr.sin_addr));
51. continue ;
52. }
53. while(TRUE)
54. {
55. // 向客户端发送数据
56. gets(szText) ;
57. ::send(sClient, szText, strlen(szText), 0);
58. // 从客户端接收数据
59. char buff[256] ;
60. int nRecv = ::recv(sClient, buff, 256, 0);
61. if(nRecv > 0)
62. {
63. buff[nRecv] = '\0';
64. printf(" 接收到数据：%s\n", buff);
65. }
66. }
67. // 关闭同客户端的连接
68. ::closesocket(sClient);
69. // 关闭监听套节字
70. ::closesocket(sListen);
71. return 0;
72. }

客户端代码：

[cpp] view plaincopyprint?

1. #include "InitSock.h"
2. #include
3. #include
4. using namespace std;
5. CInitSock initSock; // 初始化Winsock库
6. int main()
7. {
8. // 创建套节字
9. SOCKET s = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
10. if(s == INVALID_SOCKET)
11. {
12. printf(" Failed socket() \n");
13. return 0;
14. }
15. // 也可以在这里调用bind函数绑定一个本地地址
16. // 否则系统将会自动安排
17. // 填写远程地址信息
18. sockaddr_in servAddr;
19. servAddr.sin_family = AF_INET;
20. servAddr.sin_port = htons(4567);
21. // 注意，这里要填写服务器程序（TCPServer程序）所在机器的IP地址
22. // 如果你的计算机没有联网，直接使用127.0.0.1即可
23. servAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
24. if(::connect(s, (sockaddr*)&servAddr, sizeof(servAddr)) == -1)
25. {
26. printf(" Failed connect() \n");
27. return 0;
28. }
29. char buff[256];
30. char szText[256] ;
31. while(TRUE)
32. {
33. //从服务器端接收数据
34. int nRecv = ::recv(s, buff, 256, 0);
35. if(nRecv > 0)
36. {
37. buff[nRecv] = '\0';
38. printf("接收到数据：%s\n", buff);
39. }
40. // 向服务器端发送数据
41. gets(szText) ;
42. szText[255] = '\0';
43. ::send(s, szText, strlen(szText), 0) ;
44. }
45. // 关闭套节字
46. ::closesocket(s);
47. return 0;
48. }

封装的InitSock.h

[cpp] view plaincopyprint?

1. #include
2. #include
3. #include
4. #include
5. #pragma comment(lib, "WS2_32") // 链接到WS2_32.lib
6. class CInitSock
7. {
8. public:
9. CInitSock(BYTE minorVer = 2, BYTE majorVer = 2)
10. {
11. // 初始化WS2_32.dll
12. WSADATA wsaData;
13. WORD sockVersion = MAKEWORD(minorVer, majorVer);
14. if(::WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0)
15. {
16. exit(0);
17. }
18. }
19. ~CInitSock()
20. {
21. ::WSACleanup();
22. }
23. };