基于 TCP 、UDP协议的 Socket 程序函数调用过程

此文介绍了基于 TCP 、UDP协议的 Socket 程序函数调用过程

本文会随着作者日常学习进行补充及内容修正

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前言

TCP 协议是基于数据流的，所以设置为 SOCK_STREAM，而 UDP 协议是基于数据报的，因而设置为 SOCK_DGRAM。

基于 TCP 协议的 Socket 程序函数调用过程

调用过程

TCP 的服务端要先监听一个端口，一般是先调用 bind 函数，给这个 Socket 赋予一个 IP 地址和端口。当服务端有了 IP 和端口号，就可以调用 listen 函数监听,服务端就进入了 listen 状态，这个时候客户端就可以发起连接。 在内核中，为每个 Socket维护两个队列。一个是已经建立了连接的队列，这时候连接三次握手已经完毕，处于 established 状态；一个是还没有完全建立连接的队列，这个时候三次握手还没完成，处于syn_rcvd 的状态。 接下来，服务端调用 accept 函数，拿出一个已经完成的连接进行处理。如果还没有完成，就要等着。 在服务端等待的时候，客户端可以通过connect 函数发起连接。先在参数中指明要连接的 IP 地址和端口号，然后开始发起三次握手。内核会给客户端分配一个临时的端口。一旦握手成功，服务端的 accept就会返回另一个 Socket。 这是一个经常考的知识点，就是监听的 Socket 和真正用来传数据的 Socket 是两个，一个叫作监听 Socket，一个叫作已连接 Socket。 连接建立成功之后，双方开始通过read 和 write 函数来读写数据，就像往一个文件流里面写东西一样。

最大连接数

{本机 IP, 本机端口, 对端 IP, 对端端口}

只要任意一个参数发生变化，就是一个新的连接

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基于 UDP 协议的 Socket 程序函数调用过程

UDP 是没有连接的，所以不需要三次握手，也就不需要调用 listen 和 connect，但是UDP 的交互仍然需要 IP 和端口号，因而也需要 bind。UDP 是没有维护连接状态的，因而不需要每对连接建立一组 Socket，而是只要有 一个 Socket，就能够和多个客户端通信。也正是因为没有连接状态，每次通信的时候，都调用 sendto 和 recvfrom，就可以传入 IP 地址和端口。