socket程式設計 01 socket簡介

在計算機通訊領域，socket 被翻譯為「套接字」，它是計算機之間進行通訊的一種約定或一種方式。通過 socket 這種約定，一台計算機可以接收其他計算機的資料，也可以向其他計算機傳送資料。

學習 socket，也就是學習計算機之間如何通訊，並編寫出實用的程式。

計算機分布在世界各地，要想和它們通訊，必須要知道確切的位置。確定計算機位置的方式有多種，ip 位址是最常用的，例如，114.114.114.114 是國內第乙個、全球第三個開放的 dns 服務位址，127.0.0.1 是本機位址。

其實，我們的計算機並不知道 ip 位址對應的地理位置，當要通訊時，只是將 ip 位址封裝到要傳送的資料報中，交給路由器去處理。路由器有非常智慧型和高效的演算法，很快就會找到目標計算機，並將資料報傳遞給它，完成一次單向通訊。

目前大部分軟體使用 ipv4 位址，但 ipv6 也正在被人們接受，尤其是在教育網中，已經大量使用。

有了 ip 位址，雖然可以找到目標計算機，但仍然不能進行通訊。一台計算機可以同時提供多種網路服務，例如web服務、ftp服務（檔案傳輸服務）、smtp服務（郵箱服務）等，僅有 ip 位址，計算機雖然可以正確接收到資料報，但是卻不知道要將資料報交給哪個網路程式來處理，所以通訊失敗。

為了區分不同的網路程式，計算機會為每個網路程式分配乙個獨一無二的埠號（port number），例如，web服務的埠號是 80，ftp 服務的埠號是 21，smtp 服務的埠號是 25。

埠（port）是乙個虛擬的、邏輯上的概念。可以將埠理解為一道門，資料通過這道門流入流出，每道門有不同的編號，就是埠號。如下圖所示:

協議（protocol）就是網路通訊的約定，通訊的雙方必須都遵守才能正常收發資料。協議有很多種，例如 tcp、udp、ip 等，通訊的雙方必須使用同一協議才能通訊。協議是一種規範，由計算機組織制定，規定了很多細節，例如，如何建立連線，如何相互識別等。

協議僅僅是一種規範，必須由計算機軟體來實現。例如 ip 協議規定了如何找到目標計算機，那麼各個開發商在開發自己的軟體時就必須遵守該協議，不能另起爐灶。

所謂協議族（protocol family），就是一組協議（多個協議）的統稱。最常用的是 tcp/ip 協議族，它包含了 tcp、ip、udp、telnet、ftp、smtp 等上百個互為關聯的協議，由於 tcp、ip 是兩種常用的底層協議，所以把它們統稱為 tcp/ip 協議族。

計算機之間有很多資料傳輸方式，各有優缺點，常用的有兩種：sock_stream 和 sock_dgram。

sock_stream 表示面向連線的資料傳輸方式。資料可以準確無誤地到達另一台計算機，如果損壞或丟失，可以重新傳送，但效率相對較慢。常見的 http 協議就使用 sock_stream 傳輸資料，因為要確保資料的正確性，否則網頁不能正常解析。

sock_dgram 表示無連線的資料傳輸方式。計算機只管傳輸資料，不作資料校驗，如果資料在傳輸中損壞，或者沒有到達另一台計算機，是沒有辦法補救的。也就是說，資料錯了就錯了，無法重傳。因為 sock_dgram 所做的校驗工作少，所以效率比 sock_stream 高。

注意：sock_dgram 沒有想象中的糟糕，不會頻繁的丟失資料，資料錯誤只是小概率事件。

有可能多種協議使用同一種資料傳輸方式，所以在 socket 程式設計中，需要同時指明資料傳輸方式和協議。