socket

Socket协议的形象描述

socket的英文原义是“孔”或“插座”。在这里作为4BDS UNIX的进程通信机制,取后一种意义。socket非常类似于电话插座。以一个国家级电话网为例。电话的通话双方相当于相互通信的2个进程,区号是它的网络地址;区内一个单位的交换机相当于一台主机,主机分配给每个用户的局内号码相当于socket号。任何用户在通话之前,首先要占有一部电话机,相当于申请一个socket;同时要知道对方的号码,相当于对方有一个固定的socket。然后向对方拨号呼叫,相当于发出连接请求(假如对方不在同一区内,还要拨对方区号,相当于给出网络地址)。对方假如在场并空闲(相当于通信的另一主机开机且可以接受连接请求),拿起电话话筒,双方就可以正式通话,相当于连接成功。双方通话的过程,是一方向电话机发出信号和对方从电话机接收信号的过程,相当于向socket发送数据和从socket接收数据。通话结束后,一方挂起电话机相当于关闭socket,撤消连接。

在电话系统中,一般用户只能感受到本地电话机和对方电话号码的存在,建立通话的过程,话音传输的过程以及整个电话系统的技术细节对他都是透明的,这也与socket机制非常相似。socket利用网间网通信设施实现进程通信,但它对通信设施的细节毫不关心,只要通信设施能提供足够的通信能力,它就满足了。

至此,我们对socket进行了直观的描述。抽象出来,socket实质上提供了进程通信的端点。进程通信之前,双方首先必须各自创建一个端点,否则是没有办法建立联系并相互通信的。正如打电话之前,双方必须各自拥有一台电话机一样。在网间网内部,每一个socket用一个半相关描述:

(协议,本地地址,本地端口)

一个完整的socket有一个本地唯一的socket号,由操作系统分配。

最重要的是,socket 是面向客户/服务器模型而设计的,针对客户和服务器程序提供不同的socket 系统调用。客户随机申请一个socket (相当于一个想打电话的人可以在任何一台入网电话上拨号呼叫),系统为之分配一个socket号;服务器拥有全局公认的 socket ,任何客户都可以向它发出连接请求和信息请求(相当于一个被呼叫的电话拥有一个呼叫方知道的电话号码)。

socket利用客户/服务器模式巧妙地解决了进程之间建立通信连接的问题。服务器socket 半相关为全局所公认非常重要。读者不妨考虑一下,两个完全随机的用户进程之间如何建立通信?假如通信双方没有任何一方的socket 固定,就好比打电话的双方彼此不知道对方的电话号码,要通话是不可能的。

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Socket 接口是访问 Internet 使用得最广泛的方法。 如果你有一台刚配好TCP/IP协议的主机,其IP地址是202.120.127.201, 此时在另一台主机或同一台主机上执行ftp 202.120.127.201,显然无法建立连接。因"202.120.127.201" 这台主机没有运行FTP服务软件。同样, 在另一台或同一台主机上运行浏览软件 如Netscape,输入"http://202.120.127.201";,也无法建立连接。现在,如果在这台主机上运行一个FTP服务软件(该软件将打开一个Socket, 并将其绑定到21端口),再在这台主机上运行一个Web 服务软件(该软件将打开另一个Socket,并将其绑定到80端口)。这样,在另一台主机或同一台主机上执行ftp 202.120.127.201,FTP客户软件将通过21端口来呼叫主机上由FTP 服务软件提供的Socket,与其建立连接并对话。而在netscape中输入"http://202.120.127.201";时,将通过80端口来呼叫主机上由Web服务软件提供的Socket,与其建 立连接并对话。

在Internet上有很多这样的主机,这些主机一般运行了多个服务软件,同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket,并绑定到一个端口上,不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原意那样,象一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间,每个插座有一个编号,有的插座提供220伏交流电, 有的提供110伏交流电,有的则提供有线电视节目。 客户软件将插头插到不同编号的插座,就可以得到不同的服务。

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1.什么是socket 所谓socket通常也称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。 以J2SDK-1.3为例,Socket和ServerSocket类库位于java.net包中。ServerSocket用于服务器端,Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时,应用程序两端都会产生一个Socket实例,操作这个实例,完成所需的会话。对于一个网络连接来说,套接字是平等的,并没有差别,不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的。

重要的Socket API:java.net.Socket继承于java.lang.Object,有八个构造器,其方法并不多,下面介绍使用最频繁的三个方法,其它方法大家可以见JDK-1.3文档。

Accept方法用于产生"阻塞",直到接受到一个连接,并且返回一个客户端的Socket对象实例。"阻塞"是一个术语,它使程序运行暂时"停留"在这个地方,直到一个会话产生,然后程序继续;通常"阻塞"是由循环产生的。

getInputStream方法获得网络连接输入,同时返回一个IutputStream对象实例。

getOutputStream方法连接的另一端将得到输入,同时返回一个OutputStream对象实例。 注意:其中getInputStream和getOutputStream方法均会产生一个IOException,它必须被捕获,因为它们返回的流对象,通常都会被另一个流对象使用。

2.如何开发一个Server-Client模型的程序 开发原理:

服务器,使用ServerSocket监听指定的端口,端口可以随意指定(由于1024以下的端口通常属于保留端口,在一些操作系统中不可以随意使用,所以建议使用大于1024的端口),等待客户连接请求,客户连接后,会话产生;在完成会话后,关闭连接。

客户端,使用Socket对网络上某一个服务器的某一个端口发出连接请求,一旦连接成功,打开会话;会话完成后,关闭Socket。客户端不需要指定打开的端口,通常临时的、动态的分配一个1024以上的端口。

Socket接口是TCP/IP网络的API,Socket接口定义了许多函数或例程,程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。要学Internet上的TCP/IP网络编程,必须理解Socket接口。 Socket接口设计者最先是将接口放在Unix操作系统里面的。如果了解Unix系统的输入和输出的话,就很容易了解Socket了。网络的Socket数据传输是一种特殊的I/O,Socket也是一种文件描述符。Socket也具有一个类似于打开文件的函数调用Socket(),该函数返回一个整型的Socket描述符,随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该Socket实现的。

常用的Socket类型有两种:流式Socket(SOCK_STREAM)和数据报式Socket(SOCK_DGRAM)。流式是一种面向连接的Socket,针对于面向连接的TCP服务应用;数据报式Socket是一种无连接的Socket,对应于无连接的UDP服务应用。 Socket建立为了建立Socket,程序可以调用Socket函数,该函数返回一个类似于文件描述符的句柄。socket函数原型为:int socket(int domain, int type, int protocol);domain指明所使用的协议族,通常为PF_INET,表示互联网协议族(TCP/IP协议族);type参数指定socket的类型:SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM,Socket接口还定义了原始Socket(SOCK_RAW),允许程序使用低层协议;protocol通常赋值"0"。Socket()调用返回一个整型socket描述符,你可以在后面的调用使用它。 Socket描述符是一个指向内部数据结构的指针,它指向描述符表入口。调用Socket函数时,socket执行体将建立一个Socket,实际上"建立一个Socket"意味着为一个Socket数据结构分配存储空间。 Socket执行体为你管理描述符表。两个网络程序之间的一个网络连接包括五种信息:通信协议、本地协议地址、本地主机端口、远端主机地址和远端协议端口。Socket数据结构中包含这五种信息。 socket在测量软件中的使用也很广泛





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