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在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，Socket是一種重要的概念，它是應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)通信之間的接口，為應(yīng)用程序提供了一組可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的api。Linux作為一個(gè)非常流行的操作系統(tǒng)，它的Socket通信機(jī)制深受開發(fā)者的喜歡和青睞，其中數(shù)據(jù)報(bào)通信原理更是應(yīng)用廣泛。下面，我們就來探討一下Linux Socket數(shù)據(jù)報(bào)通信原理。
創(chuàng)新互聯(lián)是工信部頒發(fā)資質(zhì)IDC服務(wù)器商，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)器主機(jī)托管服務(wù)
1. 什么是Socket
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，Socket是一種抽象層，它將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)封裝并提供給應(yīng)用程序使用，應(yīng)用程序通過Socket發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。在Linux系統(tǒng)中，Socket可以被看作是一種文件描述符，應(yīng)用程序通過對(duì)Socket這個(gè)文件描述符的讀寫操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目刂啤?/p>
2. Linux Socket通信方式
Linux Socket通信方式有兩種：流式通信和數(shù)據(jù)報(bào)通信。
流式通信是基于TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，是一種面向連接的通信方式。應(yīng)用程序在通信之前，需要先建立連接，建立連接后，數(shù)據(jù)是按順序傳輸?shù)?，不?huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)的錯(cuò)亂或數(shù)據(jù)丟失等問題。流式通信具有高可靠性、數(shù)據(jù)傳輸完整性好、傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)，但是同樣也存在一些缺點(diǎn)，比如數(shù)據(jù)傳輸需要較大的開銷，需要處理網(wǎng)絡(luò)擁塞等情況。
數(shù)據(jù)報(bào)通信是基于UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，是一種無連接的通信方式。應(yīng)用程序在通信之前，不需要建立連接，直接發(fā)送數(shù)據(jù)即可。數(shù)據(jù)報(bào)通信具有傳輸速度快、傳輸過程對(duì)資源要求低等優(yōu)點(diǎn)，但是受限于UDP協(xié)議的特性，數(shù)據(jù)傳輸可靠性較低，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失等問題。
3. Linux Socket數(shù)據(jù)報(bào)通信原理
Linux Socket數(shù)據(jù)報(bào)通信是基于UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，以下是Linux Socket數(shù)據(jù)報(bào)通信的大致流程：
數(shù)據(jù)發(fā)送方將數(shù)據(jù)封裝在數(shù)據(jù)報(bào)中，并通過Socket文件描述符發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，調(diào)用sendto函數(shù)。在sendto函數(shù)中，有以下參數(shù)：
– s: 發(fā)送端Socket文件描述符
– buf: 要發(fā)送的數(shù)據(jù)
– len: 數(shù)據(jù)長度
– flags: 發(fā)送標(biāo)志
– to: 目的地址信息
– tolen: 目的地址信息長度
在sendto函數(shù)中，我們可以通過之一個(gè)參數(shù)s獲取發(fā)送端Socket的地址信息，通過第五個(gè)參數(shù)to來指定目的地址信息，最后調(diào)用數(shù)據(jù)鏈路層的sendto函數(shù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。
數(shù)據(jù)接收方通過recvfrom函數(shù)，接收數(shù)據(jù)報(bào)，具體參數(shù)如下：
– s: 接收端Socket文件描述符
– buf: 接收數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的緩沖區(qū)
– len: 緩沖區(qū)長度
– flags: 接收標(biāo)志
– from: 發(fā)送端地址信息
– fromlen: 發(fā)送端地址信息長度
在recvfrom函數(shù)中，我們可以通過之一個(gè)參數(shù)s獲取接收端Socket的地址信息，通過第五個(gè)參數(shù)from來存儲(chǔ)發(fā)送端地址信息，然后調(diào)用數(shù)據(jù)鏈路層的recvfrom函數(shù)，接收數(shù)據(jù)報(bào)。
需要注意的是，在Linux Socket數(shù)據(jù)報(bào)通信中，發(fā)送端和接收端需要約定好數(shù)據(jù)報(bào)的格式，才能正確的解析數(shù)據(jù)報(bào)。如果格式不統(tǒng)一，發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)格式與接收方接收的數(shù)據(jù)格式不一致，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的解析錯(cuò)誤。
4.
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，Socket是一種重要的概念，它是應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)通信之間的接口，為應(yīng)用程序提供了一組可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的api。Linux Socket通信方式有兩種：流式通信和數(shù)據(jù)報(bào)通信。數(shù)據(jù)報(bào)通信是基于UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，是一種無連接的通信方式。而在Linux Socket數(shù)據(jù)報(bào)通信中，發(fā)送端和接收端需要約定好數(shù)據(jù)報(bào)的格式，才能正確的解析數(shù)據(jù)報(bào)，否則會(huì)出現(xiàn)解析錯(cuò)誤的問題。
了解Linux Socket數(shù)據(jù)報(bào)通信原理，有助于開發(fā)者更好地理解Linux操作系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)通信的機(jī)制，提高網(wǎng)絡(luò)通信的效率和穩(wěn)定性，為我們的應(yīng)用程序增加可靠性，提高用戶體驗(yàn)。
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- Linux 進(jìn)程間套接字通信（Socket)基礎(chǔ)知識(shí)
Linux 進(jìn)程間套接字通信（Socket)基礎(chǔ)知識(shí)
姓名：羅學(xué)元 學(xué)號(hào)： 學(xué)院：廣州研究院
【嵌牛導(dǎo)讀】Linux進(jìn)程間套接字通信基礎(chǔ)
【嵌牛鼻子】Linux 進(jìn)程間套接字及通信介紹
【嵌牛提問】Linux進(jìn)程間套接字包含哪些內(nèi)容，如何實(shí)現(xiàn)通信
一、套接字（Socket）通信原理
套接字通信允許互聯(lián)的位于不同計(jì)算機(jī)上的進(jìn)程之間實(shí)現(xiàn)通信功能。
二、套接字的屬性
套接字的特性由3個(gè)屬性確定，它們分別是：域、類型和協(xié)議。
1. 套接字的域
它指定套接字通信中使用的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，最常見的套接字域是AF_INET，它指的是Internet網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)客戶使用套接字進(jìn)行跨網(wǎng)絡(luò)的連接時(shí)，它就需要用到服務(wù)器計(jì)算機(jī)的IP地址和端口來指定一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)機(jī)器上的某個(gè)特定服務(wù)，所以在使用socket作為通信的終點(diǎn)，服務(wù)器應(yīng)用程序必須在開始通信之前綁定一個(gè)端口，服務(wù)器在指定的端口等待客戶的連接。
另一個(gè)域AF_UNIX表示UNIX文件系統(tǒng)，就是文件輸入/輸出，它的地址就是文件名。
2. 套接字類型
因特網(wǎng)提供了兩種通信機(jī)制：流（stream）和數(shù)據(jù)報(bào)（datagram），因而套接字的類型也就分為流襲配局套接字和數(shù)據(jù)報(bào)套接字。我們主要看流套接字。
流套接字由類型SOCK_STREAM指定，它們是在AF_INET域中通過TCP/IP連接實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也是AF_UNIX中常用的套接字類型。
流套接字提供的是一個(gè)有序、可靠、雙向字節(jié)流的連接，因此發(fā)送的數(shù)據(jù)可以確保不會(huì)丟失、重復(fù)或亂序到達(dá)，而且它還有一定的出錯(cuò)后重新發(fā)送的機(jī)制。
與流套接字相對(duì)的是由類型SOCK_DGRAM指定的數(shù)據(jù)報(bào)套接字，它不需要建立連接和維持一個(gè)連接，它賣頌們?cè)贏F_INET中通常是通過UDP/IP實(shí)現(xiàn)的。它對(duì)可以發(fā)送的數(shù)據(jù)的長度有限制，數(shù)據(jù)報(bào)作為一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)消息被傳輸，它可能丟失、復(fù)制或錯(cuò)亂到達(dá)，UDP不是一個(gè)可靠的協(xié)議，但是它的速度比較高，因?yàn)樗⒉恍枰偸且⒑途S持一個(gè)連接。
3.套接字協(xié)議
只要底層的傳輸機(jī)制允許不止一個(gè)協(xié)議來提供要求的套接字類型，我們就可以為套接字選擇一個(gè)特定的協(xié)議。通常只需要使用默認(rèn)值。
三、套接字地址
每個(gè)套接字都有其自己的地址格式，對(duì)于AF_UNIX域套接字來說，它的地址由結(jié)構(gòu)sockaddr_un來描述，該結(jié)構(gòu)定義在頭文件
struct sockaddr_un{
sa_family_t sun_family; //AF_UNIX，它是一個(gè)短整型
char sum_path; //路徑名
};
對(duì)于AF_INET域套接字來說，它的地址結(jié)構(gòu)由sockaddr_in來描述，它至少包括以下幾個(gè)成員：
struct sockaddr_in{
short int sin_family; //AN_INET
unsigned short int sin_port; //端口號(hào)
struct in_addr sin_addr; //IP地址
}
而in_addr被定義為：
struct in_addr{
unsigned long int s_addr;
}
四、基于流套接字的客戶/服務(wù)器的工作流程
使用socket進(jìn)行進(jìn)程通信的進(jìn)程采用的客戶/服務(wù)器系統(tǒng)是如何工作的呢？
1.服務(wù)器端
首先，服務(wù)器應(yīng)用程序用系統(tǒng)調(diào)用socket來創(chuàng)建一個(gè)套接字，它是系統(tǒng)分配給該服務(wù)器進(jìn)程的類似文件描述符的資源，它不能與其他的進(jìn)程共享。
接下來，服務(wù)器進(jìn)程會(huì)給套接字起個(gè)名字，我們使用系統(tǒng)調(diào)用bind來給套接字命名拍讓。然后服務(wù)器進(jìn)程就開始等待客戶連接到這個(gè)套接字。
然后，系統(tǒng)調(diào)用listen來創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列，并將其用于存放來自客戶的進(jìn)入連接。
最后，服務(wù)器通過系統(tǒng)調(diào)用accept來接受客戶的連接。它會(huì)創(chuàng)建一個(gè)與原有的命名套接不同的新套接字，這個(gè)套接字只用于與這個(gè)特定客戶端進(jìn)行通信，而命名套接字（即原先的套接字）則被保留下來繼續(xù)處理來自其他客戶的連接。
2.客戶端
基于socket的客戶端比服務(wù)器端簡單。同樣，客戶應(yīng)用程序首先調(diào)用socket來創(chuàng)建一個(gè)未命名的套接字，然后講服務(wù)器的命名套接字作為一個(gè)地址來調(diào)用connect與服務(wù)器建立連接。
一旦連接建立，我們就可以像使用底層的文件描述符那樣用套接字來實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)的通信。
關(guān)于linux socket 數(shù)據(jù)報(bào)的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
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當(dāng)前文章：深入理解LinuxSocket數(shù)據(jù)報(bào)通信原理(linuxsocket數(shù)據(jù)報(bào))
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