大家好，Socket通信原理相信很多的网友都不是很明白，包括也是一样，不过没有关系，接下来就来为大家分享关于Socket通信原理和的一些知识点，大家可以关注收藏，免得下次来找不到哦，下面我们开始吧！

实际上，socket是介于应用层和传输层之间的一个抽象层。它将tcp/ip层的复杂操作抽象为几个简单的接口，由应用层调用，实现网络中的进程通信。 socket的由来在UNIX中，在UNIX一切皆文件的思想下，进程间的通信被命名为文件描述符。 Socket是“打开-读-写-关闭”模式。服务器和客户端的实现每个客户端维护一个“文件”。连接建立并打开后，可以向文件写入内容供对方读取，也可以读取对方的内容。通信结束时文件关闭。

socket的位置

我们可以看到socket实际上是一个抽象层，它通过协议抽象层和接口向外界提供服务。

socket通信过程

Socket保证不同计算机之间的通信，即网络通信。对于网站来说，通信模型是服务器和客户端之间的通信。两端建立一个socket对象，然后通过socket对象传输数据。通常服务器处于无限循环状态，等待客户端的连接。

下面是tcp的时序图

客户端过程

客户端流程比较简单，创建一个socket，连接到服务器，将该socket与原主机链接（注意：只有tcp有链接的概念，有些socket如udp、icmp、arp没有链接）链接的概念），发送数据，读取响应数据，直到数据交换完成，关闭链接，结束tcp会话。

import socketimport sysif __name__==’__main__’: sock=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 创建Socket连接sock.connect((‘127.0.0.1’, 8001)) # 连接服务器while True: data=input(‘请输入data:’) if not data: break try: sock.sendall(data) except socket.error as e: print(‘发送失败.’, e) sys.exit(0) print(‘发送成功’) res=sock.recv(4096) # 获取服务器返回的数据。还可以使用recvfrom()、recv_into()等。 print(res) sock.close()

服务端过程

服务器首先初始化socket，建立流式socket。与本地地址和端口绑定，然后通知TCP，准备接收链接，调用accept阻塞，等待客户端的链接。如果此时客户端与服务器建立了链接，则客户端发送数据请求，服务器接收该请求并处理该请求，然后将响应数据发送给客户端。客户端读取数据，知道数据交换完成，最后关闭连接，交互结束。

import socketimport sysif __name__==’__main__’: sock=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 创建Socket连接(TCP) print(‘Socket Created’) try: sock.bind((‘127.0.0.1’ , 8001)) # 配置Socket，绑定IP地址和端口号（除了socket.error as e: print(‘Bind Failed.’, e) sys.exit(0) sock.listen(5) # 设置最大数量allowedconnections ，每个连接与Server之间的通信遵循先进先出原则while True: # 循环轮询Socket状态，等待访问conn, addr=sock.accept() try: conn.settimeout(10) # 如果请求没有完成超过10秒，终止操作# 如果要同时处理多个连接，下面的语句块应该用多线程处理while True: # 获取连接，然后开始循环处理发送的信息通过此连接data=conn.recv(1024) print(‘获取值’ + data, end=’\n\n’) if not data: print(‘退出服务器’, end=’\n\n’) break conn .sendall(‘OK’) # 返回除socket.timeout:之外的数据# 建立连接后，如果在设定的时间内没有向连接发送数据，则会发生超时。 print(‘Time out’) conn.close() # 当连接监听循环退出时，连接可以关闭sock.close()conn, addr=sock.accept() 当调用accept()时，Socket会进入等待状态。当客户端请求连接时，该方法建立连接并返回到服务器。 Accept() 返回一个包含两个元素（conn、addr）的元组。第一个元素conn 是新的Socket 对象，服务器必须通过该对象与客户端进行通信；第二个元素addr是客户端的IP地址和端口。 data=conn.recv(1024)下一步是处理阶段，服务器和客户端通过send()和recv()进行通信（传输数据）。服务器调用send()，以字符串的形式向客户端发送信息。 send() 返回发送的字符数。服务器调用recv()来接收来自客户端的信息。当调用recv()时，服务器必须指定一个整数，该整数对应于通过该方法调用可以接收的最大数据量。 recv()在接收数据时会进入阻塞状态，最后返回一个字符串来表示接收到的数据。如果发送的数据多于recv()允许的数据，数据将被截断。多余的数据将在接收端缓存。以后调用recv()时，会继续读取剩余的字节。如果有多余的数据，将从缓冲区中删除它（并且客户端可能自上次调用recv()以来已经发送了它）。任何其他数据）。当传输完成后，服务器调用Socket的close()来关闭连接。

从tcp角度看socket通信过程

三路握手套接字流程

1、服务器调用socket()、bind()、listen()完成初始化后，调用accept()进行阻塞等待；

2 客户端socket对象调用connect()向服务器发送SYN并阻塞；

3 服务器完成第一次握手，发送SYN和ACK响应；

4 客户端收到服务器的响应后，从connect()返回并向服务器发送ACK；

5、服务器socket对象收到客户端的第三次握手ACK确认。此时，服务器从accept()返回并建立连接；

总结：TCP的三向握手是通过socket的客户端的connect()发送第一个ACK。服务器通过accept()接收第一次握手并发送SYN+ACK响应。此时等待客户端的ACK并接收accept()。它返回，客户端收到syn后也发送ack，connect()函数返回。

接下来就是两个端的连接对象互相收发数据

tcp的四波流程

1 应用进程调用close()主动关闭并发送FIN；

2 对方收到FIN后，被动执行关闭，并发送ACK确认；

3 之后，被动执行shutdown的应用进程调用close()关闭socket，同时发送FIN；

4 收到FIN的报文段向另一端发送ACK确认。

总结

上面的代码简单演示了Socket基本功能的使用。事实上，无论网络程序多么复杂，都会用到这些基本函数。上面的服务器代码只会处理一个客户端请求，然后再处理下一个客户端请求。这样的服务器处理能力非常弱。在实际应用中，服务器需要具备并发处理能力。为了实现并发处理，服务器需要fork。一个新的进程或线程来处理请求

参考下面的文章