Socket

概念

在计算机科学中，网络套接字（英语：Network socket），又译网络套接字、网络接口、网络插槽，是计算机网络中进程间数据流的端点。

使用以网际协议（Internet Protocol）为通信基础的网络套接字，称为网际套接字（Internet socket）。

因为网际协议的流行，现代绝大多数的网络套接字，都是属于网际套接字。

socket是一种操作系统提供的进程间通信机制。、

在操作系统中，通常会为应用程序提供一组应用程序接口（API），称为套接字接口（英语：socket API）。应用程序可以通过套接字接口，来使用网络套接字，以进行数据交换。最早的套接字接口来自于4.2 BSD，因此现代常见的套接字接口大多源自Berkeley套接字（Berkeley sockets）标准。在套接字接口中，以IP地址及通信端口组成套接字地址（socket address）。远程的套接字地址，以及本地的套接字地址完成连线后，再加上使用的协议（protocol），这个五元组（five-element tuple），作为套接字对（socket pairs），之后就可以彼此交换数据。例如，在同一台计算机上，TCP协议与UDP协议可以同时使用相同的port而互不干扰。操作系统根据套接字地址，可以决定应该将数据送达特定的进程或线程。这就像是电话系统中，以电话号码加上分机号码，来决定通话对象一般。

定义

系统内部接口（内部网络），接口描述符（抽象接口描述符）和接口地址之间的差别其实很细微，日常编程用的时候几乎不做区别。并且详细的网络接口有下面几种特征：

本地接口地址，由本地ip地址和（包括TCP，UDP）端口号传输协议，例如TCP、UDP、raw IP协议，如果只是指定IP地址，那么TCP 53与UDP 53不是一个接口。一个已经创建连接的接口双方都有整数形式的接口描述符，用来唯一表示该接口。操作系统根据对方接口发过来的IP以及传输协议头信息来提取接口的地址信息，并且将应用数据去除头信息之后提交给相应的应用程序。在很多网络协议、教科书以及本文中，接口指的是有一个独一无二的接口号的实体。在一些其他的文章[来源请求]当中，接口被叫做本地接口地址，比如…“ip和端口的结合”。在一RFC147标准中，这个定义与1971的ARPA网有关，接口指的是一个32位数字，其中偶数的是接收接口，奇数的是发送接口，但是今天通信已经可以实现双向传输，在一个接口中，可以发送的同时还可以接收。

在类UNIX系统和Windows系统，命令行工具netstat和ss可用以查看当前系统的接口情况。

伪代码示例

Socket socket = getSocket(type = "TCP")
connect(socket, address = "1.2.3.4", port = "80")
send(socket, "Hello, world!")
close(socket)

建立 Socket 连接

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket。

套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。
客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。
连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

Socket 与 TCP

创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

Socket 与 HTTP

由于通常情况下Socket连接就是TCP连接，因此Socket连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。

但在实际网络应用中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致 Socket 连接断连，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。

而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。

很多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接，服务器就可以直接将数据传送给客户端；若双方建立的是HTTP连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可以保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端。