Socket小白篇-附加TCP/UDP简介

Socket
网络通信的要素
TCP和UDP
Socket的通信流程图

1.Socket

什么是Socket

Socket：又称作是套接字，网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为Socket。

Socket是对TCP/IP的协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用的接口，只有通过Socket我们才能使用TCP/IP。

　　Socket是和网络紧密相关的，网络上的两个程序一般就是指web服务器和我们的客户端，数据交换的过程就是我们客户端发一个请求到HTTP服务器、服务器返回数据，这个过程就是数据交换的过程。客户端和服务器之间的数据交换是需要一个双向的通信连接，两者之间是需要一个通道去实现连接的。

通信管道就是通信连接，有了这个管道，我们就可以进行数据传输。客户端到服务器端必须要有一个通道才能实现数据的交互。如果有座大山挡着了道路我们就会在山中开辟一个隧道，这样我们才能走到山的另一端。Socket就可以理解为这个隧道的两个端口，一个入口一个出口。

一个网络请求并不是我们所认为的请求-相应的过程，它的底层是开辟了一个通信管道的。所以应用程序通常是通过Socket(套接字)向网络发出请求或者应答网络请求。

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。

2. 网络通信的要素

发一个HTTP请求到网络上，我们会有一个URL，URL会有一个TCP协议、IP地址和端口号HTTP默认的端口号是80，没有IP地址我们就没办法找到服务器，没有端口号我们就找不到应用程序。

网络上的请求其实就是通过Socket建立一个通信管道实现数据交互的。IP地址就是网络上主机设备的唯一标识。端口号就是进程的标识，一个应用程序就是一个进程。

服务器其实也是一个电脑，那么服务器上也会有很多应用程序。假如我要访问百度的服务器，百度服务器上会有一个Web应用程序来供我们访问，例如服务器的数据库应用程序(MySQL)，服务器的数据库存储着大量的数据。客户端访问服务器，我们可以通过IP地址访问，我们要访问其Web应用程序而不是数据库服务，就要通过对应的端口作为一个标识来定位到Web应用程序。

总结如下：

网络上的请求就是通过Socket来建立连接然后互相通信
IP地址（网络上主机设备的唯一标识）
端口号(定位程序)

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，开发中建议使用1024以上的端口

传输协议（用什么样的方式进行交互）

通讯的规则
常见协议：TCP、UDP

3.TCP和UDP

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（数据不受限制）
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

　　建立连接的传输协议就是TCP协议，发送HTTP网络请求的时候需要通过一个通信管道建立连接，HTTP就是一个TCP连接。

　　通道建立连接前为什么要进行三次握手呢？三次握手是为了保证数据的安全性和可靠性。举一个打电话的例子来说，用手机拨号这个过程就是第一次握手，对方接到电话”喂”，这就是第二次握手，我们也会回应”喂”，这就是第三次握手，这三个过程没有问题的话，就说明连接建立是没问题的。如果任一方在拨号后没有回应，那就不能保证这个链接是有效的，就能保证数据的一个安全性和可靠性。

　　TCP每次传输数据的时候都要建立连接，所以导致其效率是较低的。我们在网络中会多次请求数据，也就意味着每次都要三次握手。就比如，你给对方打电话，保证通话连接后开始说一句话，之后就把电话挂掉了；说第二句话的时候又要再打一次电话，重复之前的操作。效率会低点但是对于我们的网络请求HTTP请求影响不大，因为我们的下次请求时间是不固定的。由于这个请求时间不固定，如果这条数据交互还一直保持着，那我们打电话来说，我们不交流了，但还是保持着通话，那我们的花费就多了。

UDP（用户数据报协议）

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

第一点不需要建立连接怎么理解呢？例如我们看直播的时候，主播在他电脑上的操作会及时传递到我们的屏幕上，如果我们是通过TCP的形式传递的话，党有很多用户的话，那是比较卡的，会引起堵塞的。广播的话是不会用TCP的，需要采用UDP，只需要把数据和目的地封装成包进行发送。中间的过程是怎么样的，可能网络不好卡在那里了，等网络恢复的时候，我们看到的就是最新的，而不会是之前的画面了。这就是采用UDP的情况，所以UDP是不安全不可靠的，这就是UDP不需要建立连接，不能保证数据能安全的送给我们。

第二点为什么数据报这么小？因为不能保证数据安全，如果过大的话，传输中间出问题的可能性就比较大，一旦有问题，数据就都没有了。还是拿直播举例，如果一次性发20分钟的数据，出问题的话那就是20分钟的直播画面都没有，所以数据报小是为了保证数据如果丢失，数据丢失不会那么多。

UDP无需建立连接，不用三次握手，那就速度比较快的。

总结：TCP、UDP是数据传输的方式。举例说明就是发快递的话，可以选择多个快递公司去发这个快递。