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要寫網路程式就必須用socket，這是程式設計師都知道的。而且，面試的時候，我們也會問對方會不會socket程式設計？一般來說，很多人都會說，socket程式設計基本就是listen，accept以及send，write等幾個基本的操作。是的，就跟常見的檔案操作一樣，只要寫過就一定知道。
對於網路程式設計，我們也言必稱tcp/ip，似乎其它網路協議已經不存在了。對於tcp/ip，我們還知道tcp和udp，前者可以保證資料的正確和可靠性，後者則允許資料丟失。最後，我們還知道，在建立連線前，必須知道對方的ip位址和埠號。除此，普通的程式設計師就不會知道太多了，很多時候這些知識已經夠用了。最多，寫服務程式的時候，會使用多執行緒來處理併發訪問。
我們還知道如下幾個事實：
1。乙個指定的埠號不能被多個程式共用。比如，如果iis占用了80埠，那麼apache就不能也用80埠了。
2。很多防火牆只允許特定目標埠的資料報通過。
3。服務程式在listen某個埠並accept某個連線請求後，會生成乙個新的socket來對該請求進行處理。
於是，乙個困惑了我很久的問題就產生了。如果乙個socket建立後並與80埠繫結後，是否就意味著該socket占用了80埠呢？如果是這樣的，那麼當其accept乙個請求後，生成的新的socket到底使用的是什麼埠呢（我一直以為系統會預設給其分配乙個空閒的埠號）？如果是乙個空閒的埠，那一定不是80埠了，於是以後的tcp資料報的目標埠就不是80了--防火牆一定會組織其通過的！實際上，我們可以看到，防火牆並沒有阻止這樣的連線，而且這是最常見的連線請求和處理方式。我的不解就是，為什麼防火牆沒有阻止這樣的連線？它是如何判定那條連線是因為connet80埠而生成的？是不是tcp資料報裡有什麼特別的標誌？或者防火牆記住了什麼東西？
後來，我又仔細研讀了tcp/ip的協議棧的原理，對很多概念有了更深刻的認識。比如，在tcp和udp同屬於傳輸層，共同架設在ip層（網路層）之上。而ip層主要負責的是在節點之間（end to end）的資料報傳送，這裡的節點是一台網路裝置，比如計算機。因為ip層只負責把資料送到節點，而不能區分上面的不同應用，所以tcp和udp協議在其基礎上加入了埠的資訊，埠於是標識的是乙個節點上的乙個應用。除了增加埠資訊，upd協議基本就沒有對ip層的資料進行任何的處理了。而tcp協議還加入了更加複雜的傳輸控制，比如滑動的資料傳送視窗（slice window），以及接收確認和重發機制，以達到資料的可靠傳送。不管應用層看到的是怎樣乙個穩定的tcp資料流，下面傳送的都是乙個個的ip資料報，需要由tcp協議來進行資料重組。
所以，我有理由懷疑，防火牆並沒有足夠的資訊判斷tcp資料報的更多資訊，除了ip位址和埠號。而且，我們也看到，所謂的埠，是為了區分不同的應用的，以在不同的ip包來到的時候能夠正確**。
tcp/ip只是乙個協議棧，就像作業系統的執行機制一樣，必須要具體實現，同時還要提供對外的操作介面。就像作業系統會提供標準的程式設計介面，比如win32程式設計介面一樣，tcp/ip也必須對外提供程式設計介面，這就是socket程式設計介面--原來是這麼回事啊！
在socket程式設計介面裡，設計者提出了乙個很重要的概念，那就是socket。這個socket跟檔案控制代碼很相似，實際上在bsd系統裡就是跟檔案控制代碼一樣存放在一樣的程序控制代碼表裡。這個socket其實是乙個序號，表示其在控制代碼表中的位置。這一點，我們已經見過很多了，比如檔案控制代碼，視窗控制代碼等等。這些控制代碼，其實是代表了系統中的某些特定的物件，用於在各種函式中作為引數傳入，以對特定的物件進行操作--這其實是c語言的問題，在c++語言裡，這個控制代碼其實就是this指標，實際就是物件指標啦。
現在我們知道，socket跟tcp/ip並沒有必然的聯絡。socket程式設計介面在設計的時候，就希望也能適應其他的網路協議。所以，socket的出現只是可以更方便的使用tcp/ip協議棧而已，其對tcp/ip進行了抽象，形成了幾個最基本的函式介面。比如create，listen，accept，connect，read和write等等。
現在我們明白，如果乙個程式建立了乙個socket，並讓其監聽80埠，其實是向tcp/ip協議棧宣告了其對80埠的占有。以後，所有目標是80埠的tcp資料報都會**給該程式（這裡的程式，因為使用的是socket程式設計介面，所以首先由socket層來處理）。所謂accept函式，其實抽象的是tcp的連線建立過程。accept函式返回的新socket其實指代的是本次建立的連線，而乙個連線是包括兩部分資訊的，乙個是源ip和源埠，另乙個是宿ip和宿埠。所以，accept可以產生多個不同的socket，而這些socket裡包含的宿ip和宿埠是不變的，變化的只是源ip和源埠。這樣的話，這些socket宿埠就可以都是80，而socket層還是能根據源/宿對來準確地分辨出ip包和socket的歸屬關係，從而完成對tcp/ip協議的操作封裝！而同時，放火牆的對ip包的處理規則也是清晰明了，不存在前面設想的種種複雜的情形。
明白socket只是對tcp/ip協議棧操作的抽象，而不是簡單的對映關係，這很重要！
1、tcp連線
手機能夠使用聯網功能是因為手機底層實現了tcp/ip協議，可以使手機終端通過無線網路建立tcp連線。tcp協議可以對上層網路提供介面，使上層網路資料的傳輸建立在「無差別」的網路之上。
建立起乙個tcp連線需要經過「三次握手」：
第一次握手：客戶端傳送syn包(syn=j)到伺服器，並進入syn_send狀態，等待伺服器確認；
第二次握手：伺服器收到syn包，必須確認客戶的syn（ack=j+1），同時自己也傳送乙個syn包（syn=k），即syn+ack包，此時伺服器進入syn_recv狀態；
第三次握手：客戶端收到伺服器的syn＋ack包，向伺服器傳送確認包ack(ack=k+1)，此包傳送完畢，客戶端和伺服器進入established狀態，完成三次握手。
握手過程中傳送的包裡不包含資料，三次握手完畢後，客戶端與伺服器才正式開始傳送資料。理想狀態下，tcp連線一旦建立，在通訊雙方中的任何一方主動關閉連線之前，tcp 連線都將被一直保持下去。斷開連線時伺服器和客戶端均可以主動發起斷開tcp連線的請求，斷開過程需要經過「四次握手」（過程就不細寫了，就是伺服器和客戶端互動，最終確定斷開）
2、http連線
http協議即超文字傳送協議(hypertext transfer protocol )，是web聯網的基礎，也是手機聯網常用的協議之一，http協議是建立在tcp協議之上的一種應用。
http連線最顯著的特點是客戶端傳送的每次請求都需要伺服器回送響應，在請求結束後，會主動釋放連線。從建立連線到關閉連線的過程稱為「一次連線」。
1）在http 1.0中，客戶端的每次請求都要求建立一次單獨的連線，在處理完本次請求後，就自動釋放連線。
2）在http 1.1中則可以在一次連線中處理多個請求，並且多個請求可以重疊進行，不需要等待乙個請求結束後再傳送下乙個請求。
3、socket原理
3.1套接字（socket）概念
套接字（socket）是通訊的基石，是支援tcp/ip協議的網路通訊的基本操作單元。它是網路通訊過程中端點的抽象表示，包含進行網路通訊必須的五種資訊：連線使用的協議，本地主機的ip位址，本地程序的協議埠，遠地主機的ip位址，遠地程序的協議埠。
應用層通過傳輸層進行資料通訊時，tcp會遇到同時為多個應用程式程序提供併發服務的問題。多個tcp連線或多個應用程式程序可能需要通過同乙個 tcp協議埠傳輸資料。為了區別不同的應用程式程序和連線，許多計算機作業系統為應用程式與tcp／ip協議互動提供了套接字(socket)介面。應用層可以和傳輸層通過socket介面，區分來自不同應用程式程序或網路連線的通訊，實現資料傳輸的併發服務
TCP IP和Socket的關係
要寫網路程式就必須用socket，這是程式設計師都知道的。而且，面試的時候，我們也會問對方會不會socket程式設計？一般來說，很多人都會說，socket程式設計基本就是listen，accept以及send，write等幾個基本的操作。是的，就跟常見的檔案操作一樣，只要寫過就一定知道。對於網路程式...
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要寫網路程式就必須用socket，這是程式設計師都知道的。而且，面試的時候，我們也會問對方會不會socket程式設計？一般來說，很多人都會說，socket程式設計基本就是listen，accept以及send，write等幾個基本的操作。是的，就跟常見的檔案操作一樣，只要寫過就一定知道。對於網路程式...