Socket通讯原理(基础)

1. 网络通讯三要素

IP地址(主机名)

网络中设备的标示
不易记忆，可以用主机名
本地回环地址：

127.0.0.1

主机名：

localhost

每台计算机都有一个

127.0.0.1

如果 127.0.0.1

ping

不通，说明网卡不工作
如果本机地址

ping

不通，说明网线坏了

端口号

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
开发中不要使用

1024

以下的端口

传输协议

TCP(传输控制协议)
UDP(数据报文协议)

通过

IP

找机器，通过

端口

找程序，通过

协议

确定如何传输数据

2. 网络模型

网络参考模型

常见网络协议

协议	端口	说明
HTTP	80	超文本传输协议
HTTPS	443	HTTP+SSL，HTTP的安全版
FTP	20/21/990	文件传输协议
POP	110	邮局协议
SMTP	25	简单邮件传输协议
telnet	23	远程终端协议
SSH	22	Secure Shell

3.TCP & UDP

UDP（用户数据报协议）

只管发送，不确认对方是否接收到
将数据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

应用场景：多媒体教室／网络流媒体

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

（数据大小不受限制）
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

4.Socket（套接字层、插座）

Socket

就是为网络服务提供的一种机制
通信的两端都是

Socket

网络通信其实就是

Socket

间的通信
数据在两个

Socket

间通过

IO

传输

Socket

是

纯C语言的，是跨平台的

通讯示意图

辅助工具 —— NetCat

是终端下用于调试和检查网络的工具包
可用于创建 TCP/IP 连接
进入终端，输入以下指令

# 始终监听本地计算机 12345 端口的数据
$ nc -lk 12345

函数注释

socket

/**
参数

domain:    协议域，AF_INET（IPV4的网络开发）
type:      Socket 类型，SOCK_STREAM(TCP)/SOCK_DGRAM(UDP，报文)
protocol:  IPPROTO_TCP，协议，如果输入0，可以根据第二个参数，自动选择协议

返回值
socket，如果 > 0 就表示成功
*/
self.clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

connect

/**
参数
1> 客户端socket
2> 指向数据结构sockaddr的指针，其中包括目的端口和IP地址
服务器的"结构体"地址
提示：C 语言中没有对象
3> 结构体数据长度

返回值
0 成功/其他 错误代号，非0即真
*/
struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
serverAddr.sin_port = htons(12345);

return connect(self.clientSocket, (const struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == 0;

send

/**
参数
1> 客户端socket
2> 发送内容地址 void * == id
3> 发送内容长度
4> 发送方式标志，一般为0

返回值
如果成功，则返回发送的字节数，失败则返回SOCKET_ERROR
*/
NSString *msg = @"hello socket";
ssize_t sendLen = send(clientSocket, msg.UTF8String, strlen(msg.UTF8String), 0);

recv

/**
参数
1> 客户端socket
2> 接收内容缓冲区地址
3> 接收内容缓存区长度
4> 接收方式，0表示阻塞，必须等待服务器返回数据

返回值
如果成功，则返回读入的字节数，失败则返回SOCKET_ERROR
*/
uint8_t buffer[1024];
ssize_t recvLen = recv(self.clientSocket, buffer, sizeof(buffer), 0);

close

close(self.clientSocket);

长/短连接 & 心跳包

短连接

数据请求结束后，立即断开连接
能够及时释放服务器资源
让服务器能够为更多的用户提供服务

长连接

一旦连接建立之后，始终保持连接状态
后续只需发送和接收数据即可，数据响应更及时
长连接对服务器资源占用比较大
对交互响应要求快的应用，例如即时通讯，需要使用长连接

心跳包

是检测长连接的重要技术手段
可以由服务器发送

定时向客户端发送小数据，根据回执判断客户端是否在线

也可以由客户端发送

定时向服务器发送小数据，报告客户端当前在线

下面为代码示例:

//
//  ViewController.m
//  socket 通讯基础
//
//  Created by Wangjunling on 16/5/12.
//  Copyright © 2016年 Wangjunling. All rights reserved.
//

//0.首先通过在终端中使用nc -lk 12345 命令创建一个端口为12345的 服务器端

#import "ViewController.h"

//1.导入socket相关头文件
#import <sys/socket.h>
#import <netinet/in.h>
#import <arpa/inet.h>

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];

//2.创建客户端
/**
参数
domain:    协议域/簇，AF_INET（IPV4的网络开发）
type:      Socket 类型，SOCK_STREAM(TCP)/SOCK_DGRAM(UDP，报文)
protocol:  IPPROTO_TCP，协议，如果输入0，可以根据第二个参数，自动选择协议

返回值
socket，如果 > 0 就表示成功
*/
int clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (clientSocket > 0) {
NSLog(@"客户端创建成功");
}

//3.创建连接
/**
参数
1> 客户端socket
2> 指向数据结构sockaddr的指针，其中包括目的端口和IP地址
服务器的"结构体"地址
提示：C 语言中没有对象
3> 结构体数据长度

返回值
0 成功/其他 错误代号，非0即真
*/

struct sockaddr_in serverAddress;
/**
__uint8_t	sin_len;
sa_family_t	sin_family;//协议域/簇
in_port_t	sin_port;//端口号
struct	in_addr sin_addr;//主机IP
char		sin_zero[8];
*/
serverAddress.sin_family = AF_INET;
serverAddress.sin_port = htons(12345);
serverAddress.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int result =  connect(clientSocket, (const struct sockaddr *)&serverAddress, sizeof(serverAddress));
if (result == 0) {
NSLog(@"连接成功");
}

//4.发消息

/**
参数
1> 客户端socket
2> 发送内容地址 void * == id
3> 发送内容长度
4> 发送方式标志，一般为0

返回值
如果成功，则返回发送的字节数，失败则返回SOCKET_ERROR
*/
NSString *message = @"hello world";

ssize_t sendLen = send(clientSocket, message.UTF8String, strlen(message.UTF8String), 0);

NSLog(@"发送的消息长度为%ld", sendLen);
//5.发送消息
/**
参数
1> 客户端socket
2> 接收内容缓冲区地址
3> 接收内容缓存区长度
4> 接收方式，0表示阻塞，必须等待服务器返回数据

返回值
如果成功，则返回读入的字节数，失败则返回SOCKET_ERROR
*/

uint8_t buffer[1024];
ssize_t recvLen = recv(clientSocket, buffer, sizeof(buffer), 0);
NSString *recvMessage = [[NSString alloc] initWithBytes:buffer length:recvLen encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSLog(@"%@", recvMessage);

}

@end