什麼是無連接套接字編程

❶ Unix Socket - 什麼是socket(套接字)

        套接字允許在相同或不同機器上的兩個不同進程之間進行通信。更准確地說，它是一種使用標准Unix文件描述符與其他計算機通信的方法。在Unix中，每個I/O操作都是通過寫入或讀取文件描述符來完成的。文件描述符只是一個與打開的文件相關聯的整數，它可以是一個網路連接、一個文本文件、一個終端或其他東西。

        對於程序員來說，套接字的外觀和行為很像底層的文件描述符。這是因為read()和write()等命令使用套接字的方式與使用文件和管道的方式相同。

        socket最初是在2.1BSD中引入的，隨後在4.2BSD中被細化為當前的形式。目前大多數UNIX系統版本都提供了套接字特性。

        在CS應用程序框架中使用Unix套接字。服務是一個根據客戶端的請求執行某些功能的進程。大多數應用程序級協議，如FTP、SMTP和POP3，都利用套接字在客戶機和伺服器之間建立連接，然後進行數據交換。

        有四種類型的套接字可供用戶使用。前兩種是最常用的，後兩種很少使用。

        假定進程只在相同類型的套接字之間通信，但沒有限制阻止不同類型的套接字之間通信。

         流套接字 ——保證在網路環境中交付。如果您通過流套接字發送三個項目「A, B, C」，它們將以相同的順序到達-「A, B, C」。這些套接字使用TCP(傳輸控制協議)進行數據傳輸。如果無法投遞，發送者將收到一個錯誤指示符。數據記錄沒有任何邊界。

         數據包套接字 ——不能保證在網路環境中交付。它們是無連接的，因為你不需要像在流套接字中那樣有一個打開的連接——你建立一個帶有目標信息的包並將它發送出去。它們使用UDP(用戶數據包協議)。

         原始套接字 ——這些為用戶提供對底層通信協議的訪問，這些協議支持套接字抽象。這些套接字通常是面向數據包的，盡管它們的確切特徵取決於協議提供的介面。原始套接字不是為一般用戶設計的;它們主要是為那些有興趣開發新通信協議或訪問現有協議中一些更神秘的設施的人提供的。

         順序包套接字 ——它們類似於流套接字，不同的是記錄邊界被保留。該介面僅作為網路系統(NS)套接字抽象的一部分提供，並且在大多數嚴肅的NS應用程序中非常重要。順序包套接字允許用戶對一個包或一組包操縱序列(SPP)或網路數據包協議數據報協議(IDP)的報頭,通過編寫一個標准頭，連同任何要發送的數據,或者通過指定一個默認的報頭使用所有即將輸出的數據,並允許用戶接收傳入的數據包的報頭。

❷ 套接字是什麼

套接字（socket）是一個抽象層，應用程序可以通過它發送或接收數據，可對其進行像對文件一樣的打開、讀寫和關閉等操作。套接字允許應用程序將I/O插入到網路中，並與網路中的其他應用程序進行通信。網路套接字是IP地址與埠的組合。

總之，套接字Socket=（IP地址：埠號），套接字的表示方法是點分十進制的IP地址後面寫上埠號，中間用冒號或逗號隔開。每一個傳輸層連接唯一地被通信兩端的兩個端點（即兩個套接字）所確定。

(2)什麼是無連接套接字編程擴展閱讀

Socket最初是加利福尼亞大學Berkeley分校為Unix系統開發的網路通信介面。後來隨著TCP/IP網路的發展，Socket成為最為通用的應用程序介面，也是在Internet上進行應用開發最為通用的API。

Windows系統流行起來之後，由Microsoft聯合了其他幾家公司在Berkeley Sockets的基礎之上進行了擴充，共同制定了一套Windows下的網路編程介面，即Windows Sockets規范。

Windows Sockets規范是一套開放的、支持多種協議的Windows下的網路編程介面，包括1.1版和2.0版兩個版本。

參考資料來源：網路-套接字

❸ 在javasocket網路編程中,開發基於udp協議的程序使用的套接字有哪些

Socket套接字，是由系統提供用於網路通信的技術（操作系統給應用程序提供的一組API叫做Socket API），是基於TCP/IP協議的網路通信的基本操作單元。基於Socket套接字的網路程序開發就是網路編程。

socket可以視為是應用層和傳輸層之間的通信橋梁；
傳輸層的核心協議有兩種：TCP,UDP；socket API也有對應的兩組，由於TCP和UDP協議差別很大,因此,這兩組API差別也挺大。

分類：
Socket套接字主要針對傳輸層協議劃分為如下三類：

流套接字：使用傳輸層TCP協議
TCP，即Transmission Control Protocol（傳輸控制協議），傳輸層協議；
TCP的特點：

有連接：像打電話,得先接通,才能交互數據；
可靠傳輸：傳輸過程中,發送方知道接收方有沒有收到數據.（打電話就是可靠傳輸）；
面向位元組流：以位元組為單位進行傳輸.(非常類似於文件操作中的位元組流)；
全雙工：一條鏈路,雙向通信；
有接收緩沖區，也有發送緩沖區。
大小不限
對於位元組流來說，可以簡單的理解為，傳輸數據是基於IO流，流式數據的特徵就是在IO流沒有關閉的情況下，是無邊界的數據，可以多次發送，也可以分開多次接收。

數據報套接字：使用傳輸層UDP協議
UDP，即User Datagram Protocol（用戶數據報協議），傳輸層協議。
UDP的特點：

無連接：像發微信,不需要接通,直接就能發數據；
不可靠傳輸：傳輸過程中,發送方不知道接收方有沒有收到數據.（發微信就是不可靠傳輸）；
面向數據報：以數據報為單位進行傳輸(一個數據報都會明確大小)一次發送/接收必須是一個完整的數據報,不能是半個,也不能是一個半；
全雙工：一條鏈路，雙向通信；
有接收緩沖區，無發送緩沖區；
大小受限：一次最多傳輸64k；
對於數據報來說，可以簡單的理解為，傳輸數據是一塊一塊的，發送一塊數據假如100個位元組，必須一次發送，接收也必須一次接收100個位元組，而不能分100次，每次接收1個位元組。

原始套接字
原始套接字用於自定義傳輸層協議，用於讀寫內核沒有處理的IP協議數據。

二、UDP數據報套接字編程
UDPSocket中，主要涉及到兩類：DatagramSocket、DatagramPacket;

DatagramSocket API
DatagramSocket 創建了一個UDP版本的Socket對象，用於發送和接收UDP數據報，代表著操作系統中的一個socket文件，（操作系統實現的功能–>）代表著網卡硬體設備的抽象體現。

DatagramSocket 構造方法:

方法簽名 方法說明
DatagramSocket() 創建一個UDP數據報套接字的Socket，綁定到本機任意一個隨機埠（一般用於客戶端）
DatagramSocket(int port) 創建一個UDP數據報套接字的Socket，綁定到本機指定的埠（一般用於服務端）
DatagramSocket 方法：

方法簽名 方法說明
void receive(DatagramPacket p) 從此套接字接收數據報（如果沒有接收到數據報，該方法會阻塞等待）
void send(DatagramPacket p) 從此套接字發送數據報包（不會阻塞等待，直接發送）
void close() 關閉此數據報套接字
DatagramPacket API
代表了一個UDP數據報，是UDP Socket發送和接收的數據報，每次發送/接收數據報，都是在傳輸一個DatagramPacket對象。

DatagramPacket 構造方法：

方法簽名 方法說明
DatagramPacket(byte[] buf, int length) 構造一個DatagramPacket以用來接收數據報，接收的數據保存在位元組數組(第一個參數buf)中，接收指定長度(第二個參數length)
DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length,SocketAddress address) 構造一個DatagramPacket以用來發送數據報，發送的數據為位元組數組(第一個參數buf)中，從0到指定長度(第二個參數length)。address指定目的主機的IP和埠號
DatagramPacket 方法：

方法簽名 方法說明
InetAddress getAddress() 從接收的數據報中，獲取發送端主機IP地址；或從發送的數據報中，獲取接收端主機IP地址
int getPort() 從接收的數據報中，獲取發送端主機的埠號；或從發送的數據報中，獲取接收端主機埠號
byte[] getData() 獲取數據報中的數據
構造UDP發送的數據報時，需要傳入 SocketAddress ，該對象可以使用 InetSocketAddress 來創建。

InetSocketAddress API
InetSocketAddress （ SocketAddress 的子類 ）構造方法：

方法簽名 方法說明
InetSocketAddress(InetAddress addr, int port) 創建一個Socket地址，包含IP地址和埠號
示例1：寫一個簡單的客戶端服務程序，回顯服務（EchoSever）
在這里插入圖片描述
構建Socket對象有很多失敗的可能：

埠號已經被佔用，同一個主機的兩個程序不能有相同的埠號（這就好比兩個人不能擁有相同的電話號碼）；
此處，多個進程不能綁定同一個埠號，但是一個進程可以綁定多個埠，（這就好比一個人可以擁有多個手機號），一個進程可以創建多個Socket對象，每個Socket都綁定自己的埠。
每個進程能夠打開的文件個數是有上限的，如果進程之間已經打開了很多文件，就可能導致此時的Socket文件不能順利打開；
在這里插入圖片描述
這個長度不一定是1024，假設這里的UDP數據最長是1024，實際的數據可能不夠1024.

在這里插入圖片描述
這里的參數不再是一個空的位元組數組了，response是剛才根據請求計算的得到的響應，是非空的，DatagramPacket 裡面的數據就是String response的數據。

response.getBytes().length：這里拿到的是位元組數組的長度（位元組的個數），而response.length得到的是字元的長度。

五元組
一次通信是由5個核心信息描述的：源IP、 源埠、 目的IP、 目的埠、 協議類型。

站在客戶端角度：

源IP:本機IP；
源埠：系統分配的埠；
目的IP：伺服器的IP；
目的埠：伺服器的埠；
協議類型：TCP；
站在伺服器的角度：

源IP:伺服器程序本機的IP；
源埠：伺服器綁定的埠（此處手動指定了9090）；
目的IP：包含在收到的數據報中（客戶端的IP）；
目的埠：包含在收到的數據報中（客戶端的埠）；
協議類型：UDP；

❹ Socket編程中到底什麼是套接字

簡單的說就是通信的兩方的一種約定，用套接字中的相關函數來完成通信過程

應用層通過傳輸層進行數據通信時，TCP和UDP會遇到同時為多個應用程序進程提供並發服務的問題。多個TCP連接或多個應用程序進程可能需要通過同一個 TCP協議埠傳輸數據。為了區別不同的應用程序進程和連接，許多計算機操作系統為應用程序與TCP／IP協議交互提供了稱為套接字(Socket)的介面。

區分不同應用程序進程間的網路通信和連接，主要有3個參數：通信的目的IP地址、使用的傳輸層協議(TCP或UDP)和使用的埠號。Socket原意是 「插座」。通過將這3個參數結合起來，與一個「插座」Socket綁定，應用層就可以和傳輸層通過套接字介面，區分來自不同應用程序進程或網路連接的通信，實現數據傳輸的並發服務。

-- win API socket
本文所談到的Socket函數如果沒有特別說明，都是指的Windows Socket API。

一、WSAStartup函數
int WSAStartup(
WORD wVersionRequested,
LPWSADATA lpWSAData
);
使用Socket的程序在使用Socket之前必須調用WSAStartup函數。該函數的第一個參數指明程序請求使用的Socket版本，其中高位位元組指明副版本、低位位元組指明主版本；操作系統利用第二個參數返回請求的Socket的版本信息。當一個應用程序調用WSAStartup函數時，操作系統根據請求的Socket版本來搜索相應的Socket庫，然後綁定找到的Socket庫到該應用程序中。以後應用程序就可以調用所請求的 Socket庫中的其它Socket函數了。該函數執行成功後返回0。
例：假如一個程序要使用2.1版本的Socket,那麼程序代碼如下
wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 1 );
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );

二、WSACleanup函數
int WSACleanup (void);
應用程序在完成對請求的Socket庫的使用後，要調用WSACleanup函數來解除與Socket庫的綁定並且釋放Socket庫所佔用的系統資源。

三、socket函數
SOCKET socket(
int af,
int type,
int protocol
);
應用程序調用socket函數來創建一個能夠進行網路通信的套接字。第一個參數指定應用程序使用的通信協議的協議族，對於TCP/IP協議族，該參數置PF_INET;第二個參數指定要創建的套接字類型，流套接字類型為SOCK_STREAM、數據報套接字類型為SOCK_DGRAM；第三個參數指定應用程序所使用的通信協議。該函數如果調用成功就返回新創建的套接字的描述符，如果失敗就返回INVALID_SOCKET。套接字描述符是一個整數類型的值。每個進程的進程空間里都有一個套接字描述符表，該表中存放著套接字描述符和套接字數據結構的對應關系。該表中有一個欄位存放新創建的套接字的描述符，另一個欄位存放套接字數據結構的地址，因此根據套接字描述符就可以找到其對應的套接字數據結構。每個進程在自己的進程空間里都有一個套接字描述符表但是套接字數據結構都是在操作系統的內核緩沖里。下面是一個創建流套接字的例子：
struct protoent *ppe;
ppe=getprotobyname("tcp");
SOCKET ListenSocket=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,ppe->p_proto);

四、closesocket函數
int closesocket(
SOCKET s
);
closesocket函數用來關閉一個描述符為s套接字。由於每個進程中都有一個套接字描述符表，表中的每個套接字描述符都對應了一個位於操作系統緩沖區中的套接字數據結構，因此有可能有幾個套接字描述符指向同一個套接字數據結構。套接字數據結構中專門有一個欄位存放該結構的被引用次數，即有多少個套接字描述符指向該結構。當調用closesocket函數時，操作系統先檢查套接字數據結構中的該欄位的值，如果為1，就表明只有一個套接字描述符指向它，因此操作系統就先把s在套接字描述符表中對應的那條表項清除，並且釋放s對應的套接字數據結構；如果該欄位大於1，那麼操作系統僅僅清除s在套接字描述符表中的對應表項，並且把s對應的套接字數據結構的引用次數減1。
closesocket函數如果執行成功就返回0，否則返回SOCKET_ERROR。

五、send函數
int send(
SOCKET s,
const char FAR *buf,
int len,
int flags
);
不論是客戶還是伺服器應用程序都用send函數來向TCP連接的另一端發送數據。客戶程序一般用send函數向伺服器發送請求，而伺服器則通常用 send函數來向客戶程序發送應答。該函數的第一個參數指定發送端套接字描述符；第二個參數指明一個存放應用程序要發送數據的緩沖區；第三個參數指明實際要發送的數據的位元組數；第四個參數一般置0。這里只描述同步Socket的send函數的執行流程。當調用該函數時，send先比較待發送數據的長度 len和套接字s的發送緩沖區的長度，如果len大於s的發送緩沖區的長度，該函數返回SOCKET_ERROR；如果len小於或者等於s的發送緩沖區的長度，那麼send先檢查協議是否正在發送s的發送緩沖中的數據，如果是就等待協議把數據發送完，如果協議還沒有開始發送s的發送緩沖中的數據或者s的發送緩沖中沒有數據，那麼send就比較s的發送緩沖區的剩餘空間和len，如果len大於剩餘空間大小send就一直等待協議把s的發送緩沖中的數據發送完，如果len小於剩餘空間大小send就僅僅把buf中的數據到剩餘空間里（注意並不是send把s的發送緩沖中的數據傳到連接的另一端的，而是協議傳的，send僅僅是把buf中的數據到s的發送緩沖區的剩餘空間里）。如果send函數數據成功，就返回實際的位元組數，如果send在數據時出現錯誤，那麼send就返回SOCKET_ERROR；如果send在等待協議傳送數據時網路斷開的話，那麼send 函數也返回SOCKET_ERROR。要注意send函數把buf中的數據成功到s的發送緩沖的剩餘空間里後它就返回了，但是此時這些數據並不一定馬上被傳到連接的另一端。如果協議在後續的傳送過程中出現網路錯誤的話，那麼下一個Socket函數就會返回SOCKET_ERROR。（每一個除 send外的Socket函數在執行的最開始總要先等待套接字的發送緩沖中的數據被協議傳送完畢才能繼續，如果在等待時出現網路錯誤，那麼該Socket 函數就返回SOCKET_ERROR）
注意：在Unix系統下，如果send在等待協議傳送數據時網路斷開的話，調用send的進程會接收到一個SIGPIPE信號，進程對該信號的默認處理是進程終止。

六、recv函數
int recv(
SOCKET s,
char FAR *buf,
int len,
int flags
);
不論是客戶還是伺服器應用程序都用recv函數從TCP連接的另一端接收數據。該函數的第一個參數指定接收端套接字描述符；第二個參數指明一個緩沖區，該緩沖區用來存放recv函數接收到的數據；第三個參數指明buf的長度；第四個參數一般置0。這里只描述同步Socket的recv函數的執行流程。當應用程序調用recv函數時，recv先等待s的發送緩沖中的數據被協議傳送完畢，如果協議在傳送s的發送緩沖中的數據時出現網路錯誤，那麼 recv函數返回SOCKET_ERROR，如果s的發送緩沖中沒有數據或者數據被協議成功發送完畢後，recv先檢查套接字s的接收緩沖區，如果s接收緩沖區中沒有數據或者協議正在接收數據，那麼recv就一直等待，只到協議把數據接收完畢。當協議把數據接收完畢，recv函數就把s的接收緩沖中的數據 到buf中（注意協議接收到的數據可能大於buf的長度，所以在這種情況下要調用幾次recv函數才能把s的接收緩沖中的數據完。 recv函數僅僅是數據，真正的接收數據是協議來完成的），recv函數返回其實際的位元組數。如果recv在時出錯，那麼它返回 SOCKET_ERROR；如果recv函數在等待協議接收數據時網路中斷了，那麼它返回0。
注意：在Unix系統下，如果recv函數在等待協議接收數據時網路斷開了，那麼調用recv的進程會接收到一個SIGPIPE信號，進程對該信號的默認處理是進程終止。

七、bind函數
int bind(
SOCKET s,
const struct sockaddr FAR *name,
int namelen
);
當創建了一個Socket以後，套接字數據結構中有一個默認的IP地址和默認的埠號。一個服務程序必須調用bind函數來給其綁定一個IP地址和一個特定的埠號。客戶程序一般不必調用bind函數來為其Socket綁定IP地址和斷口號。該函數的第一個參數指定待綁定的Socket描述符；第二個參數指定一個sockaddr結構，該結構是這樣定義的：
struct sockaddr {
u_short sa_family;
char sa_data[14];
};
sa_family指定地址族，對於TCP/IP協議族的套接字，給其置AF_INET。當對TCP/IP協議族的套接字進行綁定時，我們通常使用另一個地址結構：
struct sockaddr_in {
short sin_family;
u_short sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8];
};
其中sin_family置AF_INET；sin_port指明埠號；sin_addr結構體中只有一個唯一的欄位s_addr，表示IP地址，該欄位是一個整數，一般用函數inet_addr（）把字元串形式的IP地址轉換成unsigned long型的整數值後再置給s_addr。有的伺服器是多宿主機，至少有兩個網卡，那麼運行在這樣的伺服器上的服務程序在為其Socket綁定IP地址時可以把htonl(INADDR_ANY)置給s_addr，這樣做的好處是不論哪個網段上的客戶程序都能與該服務程序通信；如果只給運行在多宿主機上的服務程序的Socket綁定一個固定的IP地址，那麼就只有與該IP地址處於同一個網段上的客戶程序才能與該服務程序通信。我們用0來填充 sin_zero數組，目的是讓sockaddr_in結構的大小與sockaddr結構的大小一致。下面是一個bind函數調用的例子：
struct sockaddr_in saddr；
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(8888);
saddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
bind(ListenSocket,(struct sockaddr *)&saddr,sizeof(saddr))；

八、listen函數
int listen( SOCKET s, int backlog );
服務程序可以調用listen函數使其流套接字s處於監聽狀態。處於監聽狀態的流套接字s將維護一個客戶連接請求隊列，該隊列最多容納backlog個客戶連接請求。假如該函數執行成功，則返回0；如果執行失敗，則返回SOCKET_ERROR。

九、accept函數
SOCKET accept(
SOCKET s,
struct sockaddr FAR *addr,
int FAR *addrlen
);
服務程序調用accept函數從處於監聽狀態的流套接字s的客戶連接請求隊列中取出排在最前的一個客戶請求，並且創建一個新的套接字來與客戶套接字創建連接通道，如果連接成功，就返回新創建的套接字的描述符，以後與客戶套接字交換數據的是新創建的套接字；如果失敗就返回 INVALID_SOCKET。該函數的第一個參數指定處於監聽狀態的流套接字；操作系統利用第二個參數來返回新創建的套接字的地址結構；操作系統利用第三個參數來返回新創建的套接字的地址結構的長度。下面是一個調用accept的例子：
struct sockaddr_in ServerSocketAddr;
int addrlen;
addrlen=sizeof(ServerSocketAddr);
ServerSocket=accept(ListenSocket,(struct sockaddr *)&ServerSocketAddr,&addrlen);

十、connect函數
int connect(
SOCKET s,
const struct sockaddr FAR *name,
int namelen
);
客戶程序調用connect函數來使客戶Socket s與監聽於name所指定的計算機的特定埠上的服務Socket進行連接。如果連接成功，connect返回0；如果失敗則返回SOCKET_ERROR。下面是一個例子：
struct sockaddr_in daddr;
memset((void *)&daddr,0,sizeof(daddr));
daddr.sin_family=AF_INET;
daddr.sin_port=htons(8888);
daddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("133.197.22.4");
connect(ClientSocket,(struct sockaddr *)&daddr,sizeof(daddr))；