网络编程-socket

阿帅啊，长点心吧 / 2025-02-21 / 原文

1.什么是socket？

socket的意愿是“插座”，在计算机通信领域，socket被翻译为“套接字”，他是计算机之间进行通信的一种约定或者一种方式，通过socket这种约定，一台计算机可以接受其他计算机的数据，也可以向其他计算机发送数据。

我们把插头插到插座上就能从电网获得电力供应，同样，为了远程计算机进行数据传输，需要连接到因特网，而socket就是用来连接到因特网的工具。

2.Unix/Linux中的socket是什么？

在Unix/Linux系统中，为了统一对各种硬件的操作，简化接口，不同的硬件设备也都被看成一个文件，对这些文件的操作，等同于对磁盘上普通文件的操作。

UNIX/Linux中的一切都是文件

文件描述符（file descriptor）

通常用 0 来表示标准输入文件（stdin），他对应的硬件设备就是键盘。
通常用 1 来表示标准输出文件（stdout）,他对应的硬件设备就是显示器。

Unix/Linux程序在执行任何形式的I/O操作时，都是在读取或者写入一个文件描述符，一个文件描述符只是一个和打开的文件相关联的整数，他的背后可能是一个硬盘上的普通文件、FIFO、管道、终端、键盘、显示器，甚至是一个网络连接。

我们可以通过socket()来创建一个网络连接，或者说打开一个网络文件，socket()的返回值就是文件描述符，有了文件描述符，我们就可以使用普通的文件操作函数来传输数据了。

用recv()读取从远端计算机传来的数据；
用write()向远程计算机写入数据；

只要使用socket()创建了连接，剩下的就是文件操作了；网络编程就是如此简单！

3.socket有哪些类型？

根据数据的传输方式，可以将Internet套接字分成两种类型，通过socket()创建连接时，必须告诉它使用哪种数据传输方式。

3.1 流格式套接字（SOCK_STREAM）

流格式套接字（stream sockets）也叫“面向连接的套接字”，在代码中使用SOCK_STREAM表示。
SOCK_STREAM是一种可靠的、双向的通信数据流，数据可以准确无误地到达另一台计算机，如果损坏或者丢失，可以重新发送。
流格式套接字有自己的纠错机制

SOCK_STREAM的特征

数据在传输过程中不会消失；
数据是按照传输顺传输的；
数据的发送和接收不是同步的（不存在数据边界）

可以将SOCK_STREAM比喻成一条传送带，只要传送带本身没有问题（不会断网），就能保证数据不丢失；同时。较晚传送的数据不会优先到达，较早传送的数据不会晚到达，这就保证了数据是按照顺序传递的。

为什么流格式套接字可以达到高质量的数据传输呢？这是因为它使用了 TCP 协议（The Transmission Control Protocol，传输控制协议），TCP 协议会控制你的数据按照顺序到达并且没有错误。

你也许见过 TCP，是因为你经常听说“TCP/IP”。TCP 用来确保数据的正确性，IP（Internet Protocol，网络协议）用来控制数据如何从源头到达目的地，也就是常说的“路由”。

假设传送带传送的是水果，接收者需要凑齐 100 个后才能装袋，但是传送带可能把这 100 个水果分批传送，比如第一批传送 20 个，第二批传送 50 个，第三批传送 30 个。接收者不需要和传送带保持同步，只要根据自己的节奏来装袋即可，不用管传送带传送了几批，也不用每到一批就装袋一次，可以等到凑够了 100 个水果再装袋。

也就是说，不管数据分几次传送过来，接收端只需要根据自己的要求读取，不用非得在数据到达时立即读取。传送端有自己的节奏，接收端也有自己的节奏，它们是不一致的。

3.2、数据报格式套接字（SOCK_DGRAM）

数据报格式套接字（Datagram Sockets）也叫“无连接的套接字”，在代码中使用 SOCK_DGRAM 表示。
计算机只管传输数据，不作数据校验，如果数据在传输中损坏，或者没有到达另一台计算机，是没有办法补救的。也就是说，数据错了就错了，无法重传。

可以将 SOCK_DGRAM 比喻成高速移动的摩托车快递，它有以下特征：

另外，用两辆摩托车分别发送两件包裹，那么接收者也需要分两次接收，所以“数据的发送和接收是同步的”；换句话说，接收次数应该和发送次数相同。

数据报套接字也使用 IP 协议作路由，但是它不使用 TCP 协议，而是使用 UDP 协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）。

注意：SOCK_DGRAM 没有想象中的糟糕，不会频繁的丢失数据，数据错误只是小概率事件。

实现服务端和客户端交流的程序

server端

import socket

# 1.构建套接字对象
sock = socket.socket()

# 2.绑定：度无端的ip和端口
sock.bind(("127.0.0.1",8899))

# 3.确定最大监听数
sock.listen(3)

# 4.等待连接
while 1:
    print("等待服务器连接。。。")
    #获取客户端的套接字对象和地址
    conn,addr = sock.accept()
    print(conn,addr)

    #conn：发送消息  send 方法   接收数据 recv方法
    while 1:
        msg = conn.recv(1024)
        print(msg.decode())
        if msg.decode() == "quit":
            break
        res = input("响应>>>")
        conn.send(res.encode())

client端

import socket

# 创建客户端的套接字对象
sock = socket.socket()

# 连接服务器
sock.connect(("127.0.0.1",8899))

while 1:
    data = input(">>>")
    sock.send(data.encode())
    if data == "quit":
        break
    res = sock.recv(1024)
    print("服务器响应",res.decode())

交互
服务端

客户端