C/C++應用:深入理解Socket網絡通信
Socket是網絡通訊經常采用的一種方式,它不是一個具體的物件也不是想http類的通訊協議。你可以把它看成是一組基于TCP和UDP通信協議的接口,Socket其實就是一個門面模式,它把復雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口后面,對用戶來說,一組簡單的接口就是全部,讓Socket去組織數據,以符合指定的協議。
Socket基本概念
在了解Socket之前你需要對計算機通訊的分層有個大概的了解,具體講解我在這里就不講了,放一張很好的圖分享給大家:
上面圖詳細講了基本整個計算機通信的分層架構,很多我也不了解沒我們只看我們關心的TCP/IP,其分層簡化圖示如下:
理解Socket
好,了解了基本分層機構后,我們現在來形象的理解一下Socket到底是什么。我這里有一個很形象的實例可以幫助我們很好的理解Socket,這也是我當初在學習Socket編程時自己領悟出來的,那就是物流。
我們要傳送的數據就是物流中的貨物,ip就是發貨人和收貨人的聯系方式,那么Socket是什么?大家想想這送貨這這一流程還缺少啥?對呀,物流公司啊,對吧!物流公司就是那個Socket,他負責幫你處理送貨的瑣碎事情,比如你的貨物該怎么打包、該怎么防止易碎物品破碎、該用什么方式運輸、等等,如果是境外貨物還牽涉到報關等等一系列復雜瑣碎的事情,這些物流公司(Socket)幫你處理好了。示意圖如下:
理解TCP與UDP的區別以及三次握手和四次揮手
然后我們來說一下TCP和UDP的區別。前面講到Socket就相當于是物流公司,那么TCP協議就相當于是:假設你是寄貨方,你要寄給你朋友一份禮物,你首先得去物流公司去寄,這樣你再物流公司就相當于建立了一個事物(Socket實例)。然后物流公司有兩種服務方式讓你選擇(TCP和UDP)。
先說TCP,TCP這個協議它比較保守,物流公司說我必須確保你朋友會接收這份禮物,不然它不送。于是物流公司就回去聯系你朋友。然后聯系內容大致如下:
物流:你好,我這里有個你朋友寄的禮物要給你,你收嗎?
你朋友:OK,收,什么時候發,多久到?
物流:現在就發,大概要12小時到。
然后物流才開始發貨,并且會給你們一個物流單號,這個單號就是關于這份貨物你和你朋友的發貨收貨憑證。這就是所謂的三次握手。示意圖:
物流發送完后還會聯系你朋友,大致對話內容:
物流:你好,貨物已發送,請注意查收
你朋友:好的。
貨物送到,你朋友:OK,貨物收到,你們可以結案
物流:好的,我結案了。
這就是所謂的四次揮手(拜拜);
(注釋:三次握手四次揮手這都是Socket在你建立的時候根據你選擇的協議確定好的)
這樣是不是很麻煩,估計也就順豐有這服務了,其他大部分公司還是沒有這么貼心的服務的,他們可能就是UDP協議方式了。
UDP比較簡單,當你用物流(Socket)寄貨物的時候物流公司并不會管你朋友是否能聯系上,是否愿意接收,它只負責將你的貨物發出去就完事。這中間是不需要通知你朋友的,你和你朋友也不需要有連接,這就是所謂的無連接。
兩種協議區別
UDP 常用于一次性傳輸比較少量數據的網絡應用中,UDP 也常用于多媒體應用(如 IP 電話、實時視頻會議、流媒體等),顯然,可靠數據傳輸對于這些應用來說并不是最重要的,但 TCP 的擁塞控制會導致數據出現較大的延遲,這是它們不能容忍的,我們最熟悉的視頻通話大部分就是用的UDP協議。
TCP面向連接,即發送數據之前需要建立連接,并且TCP是擁有擁塞機制的,當前部分數據還沒有被接收完,后部分的數據會被阻塞知道前部分數據傳遞OK后才會繼續傳遞后半部分,所以通過TCP連接傳送的數據,無差錯,不丟失,不重復,且按序到達;在數據完整性、安全性要求較高的場景需要使用TCP協議,比如你傳送重要辦公文件、圖片等,這些東西丟包都是會影響數據品質的。