socket

网络通讯三要素

• IP地址(主机名)

  • 网络中设备的标示
  • 不易记忆，可以用主机名
  • 本地回环地址：127.0.0.1 主机名：localhost
    • 每台计算机都有一个 127.0.0.1
    • 如果 127.0.0.1 ping 不通，说明网卡不工作
    • 如果本机地址 ping 不通，说明网线坏了

• 端口号

  • 用于标示进程的逻辑地址，不同进程的标示
  • 有效端口：0~65535
  • 其中 0~1024由系统使用或者保留端口
  • 开发中不要使用 1024 以下的端口

• 传输协议

  • TCP(传输控制协议)
  • UDP(数据报文协议)

通过 IP 找机器，通过 端口 找程序，通过 协议 确定如何传输数据

网络模型

OSI网络模型示意图.png

网络参考模型

网络参考模型.png

常见网络协议

协议	端口	说明
HTTP	80	超文本传输协议
HTTPS	443	HTTP+SSL，HTTP的安全版
FTP	20/21/990	文件传输协议
POP	110	邮局协议
SMTP	25	简单邮件传输协议
telnet	23	远程终端协议
SSH	22	Secure Shell

TCP & UDP

• UDP（用户数据报协议）

  • 只管发送，不确认对方是否接收到
  • 将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接
  • 每个数据报的大小限制在64K之内
  • 因为无需连接，因此是不可靠协议
  • 不需要建立连接，速度快
  • 应用场景：多媒体教室／网络流媒体

• TCP（传输控制协议）

  • 建立连接，形成传输数据的通道
  • 在连接中进行大数据传输（数据大小不收限制）
  • 通过三次握手完成连接，是可靠协议，安全送达
  • 必须建立连接，效率会稍低

Socket（套接字层、插座）

• Socket就是为网络服务提供的一种机制
• 通信的两端都是 Socket
• 网络通信其实就是 Socket 间的通信
• 数据在两个 Socket 间通过 IO 传输
• Socket 是纯C语言的，是跨平台的

通讯示意图

socket原理.jpg

辅助工具 —— NetCat

• 是终端下用于调试和检查网络的工具包
• 可用于创建 TCP/IP 连接
• 进入终端，输入以下指令

# 始终监听本地计算机 12345 端口的数据
$ nc -lk 12345

函数注释

• socket

/**
 参数

 domain:    协议域，AF_INET（IPV4的网络开发）
 type:      Socket 类型，SOCK_STREAM(TCP)/SOCK_DGRAM(UDP，报文)
 protocol:  IPPROTO_TCP，协议，如果输入0，可以根据第二个参数，自动选择协议

 返回值
 socket，如果 > 0 就表示成功
 */
self.clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

• connect

/**
 参数
 1> 客户端socket
 2> 指向数据结构sockaddr的指针，其中包括目的端口和IP地址
     服务器的"结构体"地址
     提示：C 语言中没有对象
 3> 结构体数据长度

 返回值
    0 成功/其他 错误代号，非0即真
 */
struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
serverAddr.sin_port = htons(12345);

return connect(self.clientSocket, (const struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == 0;

• send

/**
 参数
 1> 客户端socket
 2> 发送内容地址 void * == id
 3> 发送内容长度
 4> 发送方式标志，一般为0

 返回值
    如果成功，则返回发送的字节数，失败则返回SOCKET_ERROR
 */
NSString *msg = @"hello socket";
ssize_t sendLen = send(clientSocket, msg.UTF8String, strlen(msg.UTF8String), 0);

• recv

/**
 参数
 1> 客户端socket
 2> 接收内容缓冲区地址
 3> 接收内容缓存区长度
 4> 接收方式，0表示阻塞，必须等待服务器返回数据

 返回值
    如果成功，则返回读入的字节数，失败则返回SOCKET_ERROR
 */
uint8_t buffer[1024];
ssize_t recvLen = recv(self.clientSocket, buffer, sizeof(buffer), 0);

• close

close(self.clientSocket);

长/短连接 & 心跳包

• 短连接

  • 数据请求结束后，立即断开连接
  • 能够及时释放服务器资源
  • 让服务器能够为更多的用户提供服务

• 长连接

  • 一旦连接建立之后，始终保持连接状态

• 后续只需发送和接收数据即可，数据响应更及时

• 长连接对服务器资源占用比较大

• 对交互响应要求快的应用，例如即时通讯，需要使用长连接

• 心跳包

  • 是检测长连接的重要技术手段
  • 可以由服务器发送
    • 定时向客户端发送小数据，根据回执判断客户端是否在线
  • 也可以由客户端发送
    • 定时向服务器发送小数据，报告客户端当前在线