對 TCP/IP 、 UDP 、 Socket 編程這些詞你不會很陌生吧？隨著網絡技術的發展，這些詞充斥著我們的耳朵。那么我想問：
1. 什么是 TCP/IP、UDP？
2. Socket在哪里呢？
3. Socket是什么呢？
4. 你會使用它們嗎？
什么是TCP/IP
、UDP
？
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即傳輸控制協議/網間協議，是一個工業標準的協議集，它是為廣域網（WANs）設計的。
UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）是與TCP相對應的協議。它是屬于TCP/IP協議族中的一種。
這里有一張圖，表明了這些協議的關系。
圖1
TCP/IP協議族包括運輸層、網絡層、鏈路層。現在你知道TCP/IP與UDP的關系了吧。
Socket
在哪里呢？
在圖1中，我們沒有看到Socket的影子，那么它到底在哪里呢？還是用圖來說話，一目了然。
圖2
原來Socket在這里。
Socket
是什么呢？
Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把復雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口后面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議。
你會使用它們嗎？
前人已經給我們做了好多的事了，網絡間的通信也就簡單了許多，但畢竟還是有挺多工作要做的。以前聽到Socket編程，覺得它是比較高深的編程知識，但是只要弄清Socket編程的工作原理，神秘的面紗也就揭開了。
一個生活中的場景。你要打電話給一個朋友，先撥號，朋友聽到電話鈴聲后提起電話，這時你和你的朋友就建立起了連接，就可以講話了。等交流結束，掛斷電話結束此次交談。 生活中的場景就解釋了這工作原理，也許TCP/IP協議族就是誕生于生活中，這也不一定。
?
圖3
先從服務器端說起。服務器端先初始化Socket，然后與端口綁定(bind)，對端口進行監聽(listen)，調用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket，然后連接服務器(connect)，如果連接成功，這時客戶端與服務器端的連接就建立了。客戶端發送數據請求，服務器端接收請求并處理請求，然后把回應數據發送給客戶端，客戶端讀取數據，最后關閉連接，一次交互結束。
在這里我就舉個簡單的例子，我們走的是TCP協議這條路（見圖2）。例子用MFC編寫，運行的界面如下：
?
圖4
?
圖5
在客戶端輸入服務器端的IP地址和發送的數據，然后按發送按鈕，服務器端接收到數據，然后回應客戶端。客戶端讀取回應的數據，顯示在界面上。
下面是接收數據和發送數據的函數：
int
Receive
(
SOCKET fd
,
char
*
szText
,
int
len
) { ????
int
cnt
; ????
int
rc
; ????
cnt
=
len
; ????
while
(
cnt
>
0
) ???? { ????????
rc
=
recv
(
fd
,
szText
,
cnt
,
0
); ????????
if
(
rc
==
SOCKET_ERROR
) ???????? { ????????????
return??
-
1
; ???????? } ????????
if
(
rc
==
0
) ????????????
return
len
-
cnt
; ????????
szText
+=
rc
; ????????
cnt
-=
rc
; ???? } ????
return
len
; }
int
Send
(
SOCKET fd
,
char
*
szText
,
int
len
) { ????
int
cnt
; ????
int
rc
; ????
cnt
=
len
; ????
while
(
cnt
>
0
) ???? { ????????
rc
=
send
(
fd
,
szText
,
cnt
,
0
); ????????
if
(
rc
==
SOCKET_ERROR
) ???????? { ????????????
return??
-
1
; ???????? } ????????
if
(
rc
==
0
) ????????????
return
len
-
cnt
; ????????
szText
+=
rc
; ????????
cnt
-=
rc
; ???? } ????
return
len
; }
服務器端：
在服務器端，主要是啟動Socket和監聽線程。
#define
DEFAULT_PORT
2000
void
CServerDlg
::
OnStart
() { ????
sockaddr_in local
; ????
DWORD dwThreadID
=
0
; ????
local
.
sin_family
=
AF_INET
; ????
//設置的端口為DEFAULT_PORT。 ????
local
.
sin_port
=
htons
(
DEFAULT_PORT
); ????
//IP地址設置成INADDR_ANY,讓系統自動獲取本機的IP地址。 ????
local
.
sin_addr
.
S_un
.
S_addr
=
INADDR_ANY
; ????
//初始化Socket ????
m_Listening
=
socket
(
AF_INET
,
SOCK_STREAM
,
0
); ????
if
(
m_Listening
==
INVALID_SOCKET
) ???? { ????????
return
; ???? } ????
//將本地地址綁定到所創建的套接字上 ????
if
(
bind
(
m_Listening
, (
LPSOCKADDR
) &
local
,
sizeof
(
local
)) ==
SOCKET_ERROR
) ???? { ????????
closesocket
(
m_Listening
); ????????
return
; ???? } ????
//創建監聽線程，這樣也能響應界面上操作。 ????
m_hListenThread
= ::
CreateThread
(
NULL
,
0
,
ListenThread
,
this
,
0
, ???????? &
dwThreadID
); ????
m_StartBtn
.
EnableWindow
(
FALSE
); ????
m_StopBtn
.
EnableWindow
(
TRUE
); }
//監聽線程函數：
WORD WINAPI CServerDlg
::
ListenThread
(
LPVOID lpparam
) { ????
CServerDlg
*
pDlg
= (
CServerDlg
*)
lpparam
; ????
if
(
pDlg
==
NULL
) ????????
return
0
; ????
SOCKET Listening
=
pDlg
->
m_Listening
; ????
//開始監聽是否有客戶端連接。 ????
if
(
listen
(
Listening
,
40
) ==
SOCKET_ERROR
) ???? { ????????
return
0
; ???? } ????
char
szBuf
[
MAX_PATH
]; ????
//初始化 ????
memset
(
szBuf
,
0
,
MAX_PATH
); ????
while
(
1
) ???? { ????????
SOCKET ConnectSocket
; ????????
sockaddr_in ClientAddr
; ????????
int
nLen
=
sizeof
(
sockaddr
); ????????
//阻塞直到有客戶端連接，不然多浪費CPU資源。 ????????
ConnectSocket
=
accept
(
Listening
, (
sockaddr
*) &
ClientAddr
, &
nLen
); ????????
//都到客戶端的IP地址。 ????????
char
*
pAddrname
=
inet_ntoa
(
ClientAddr
.
sin_addr
); ????????
pDlg
->
Receive
(
ConnectSocket
,
szBuf
,
100
); ????????
//界面上顯示請求數據。 ????????
pDlg
->
SetRequestText
(
szBuf
); ????????
strcat
(
szBuf
,
" :我是老貓，收到（"
); ????????
strcat
(
szBuf
,
pAddrname
); ????????
strcat
(
szBuf
,
"）"
); ????????
//向客戶端發送回應數據 ????????
pDlg
->
Send
(
ConnectSocket
,
szBuf
,
100
); ???? } ????
return
0
; }
?
服務器端一直在監聽是否有客戶端連接，如有連接，處理客戶端的請求，給出回應，然后繼續監聽。
客戶端：
客戶端的發送函數：
#define
DEFAULT_PORT
2000
void
CClientDlg
::
OnSend
() { ????
DWORD dwIP
=
0
; ????
TCHAR szText
[
MAX_PATH
]; ????
memset
(
szText
,
0
,
MAX_PATH
); ????
m_IP
.
GetWindowText
(
szText
,
MAX_PATH
); ????
//把字符串形式的IP地址轉成IN_ADDR結構需要的形式。 ????
dwIP
=
inet_addr
(
szText
); ????
m_RequestEdit
.
GetWindowText
(
szText
,
MAX_PATH
); ????
ockaddr_in local
; ????
SOCKET socketTmp
; ????
//必須是AF_INET,表示該socket在Internet域中進行通信 ????
local
.
sin_family
=
AF_INET
; ????
//端口號 ????
local
.
sin_port
=
htons
(
DEFAULT_PORT
); ????
//服務器的IP地址。 ????
local
.
sin_addr
.
S_un
.
S_addr
=
dwIP
; ????
//初始化Socket ????
socketTmp
=
socket
(
AF_INET
,
SOCK_STREAM
,
0
); ????
//連接服務器 ????
if
(
connect
(
socketTmp
, (
LPSOCKADDR
) &
local
,
sizeof
(
local
)) <
0
) ???? { ????????
closesocket
(
socketTmp
); ????????
MessageBox
(
"連接服務器失敗。"
); ????????
return
; ???? } ????
//發送請求，為簡單只發100字節，在服務器端也規定100字節。 ????
Send
(
socketTmp
,
szText
,
100
); ????
//讀取服務器端返回的數據。 ????
memset
(
szText
,
0
,
MAX_PATH
); ????
//接收服務器端的回應。 ????
Receive
(
socketTmp
,
szText
,
100
); ????
CHAR szMessage
[
MAX_PATH
]; ????
memset
(
szMessage
,
0
,
MAX_PATH
); ????
strcat
(
szMessage
,
szText
); ????
//界面上顯示回應數據。 ????
m_ReplyBtn
.
SetWindowText
(
szMessage
); ????
closesocket
(
socketTmp
); }
客戶端就一個函數完成了一次通信。在這里IP地址為何用127.0.0.1呢？使用這個IP地址，服務器端和客戶端就能運行在同一臺機器上，這樣調試方便多了。當然你可以在你朋友的機器上運行Server程序(本人在局域網中測試過)，在自己的機器上運行Client程序，當然輸入的IP地址就該是你朋友機器的IP地址了。
簡單的理論和實踐都說了，現在Socket編程不神秘了吧？希望對你有些幫助。
===============================================================
以下是作者和讀者的舌戰，討論的是套接字到底是什么東西，討論來討論去貌似沒一個統一的意見
re:
把Socket放到TCP/UDP的協議上層似乎不是太妥當？
re:
re:
不過文章歸納得還不錯，只是沒有提到tcp/udp中端口的概念是一大遺憾。如果用電話來對應網絡會話的話，端口應該正好比分機號。
re:
當然由于我對socket還沒有能達到很高的境界，所以還有很多不知的。我自己也正在學習，比如在socket編程中，select函數還是有很重要的地位的，等自己正在明白了，還會有下篇的介紹。
re:
tcp/ip僅僅是一套協議、規范，并沒有實體存在，是完全抽象的；socket模型則是清晰而具體的。而大部分情況下，門面模型是可有可無的，只是為了滿足封裝一個簡單的外部門面而存在的，而你根本沒有繞開socket去直接操縱tcp/ip的可能。換句話說，tcp/ip和socket并沒有相提并論的前提，根本是為了解決同一個問題的兩個步驟，是完全分離的。
re:
有一點我想你說錯了，牛人是可以繞過socket去直接操縱tcp/ip的，只要他對tcp/ip協議很了解。就說好的抓包程序，單用socket是無法實現的。
to 航天奇俠：
是用SmartDraw軟件作的圖。
re:
re:
我們經常用的是TCP和UDP。
re:
@yf2008:沒有tcp/ip建立在socket之上或者socket建立在tcp/ip之上這樣的說法，都有自己的獨立的完整體系，其功能也完全不同。
re:
為何不能跳過socket呢？我個人覺得可以。跳過它，都自己干。當然這要很大的勇氣和足夠的知識。呵呵。
我看socket編程還是有很多討論的地方的嗎？歡迎多加討論，這樣我們就能搞清楚它了。共同進步是我們的目標。
shootingstar re:
談談我的看法：
ip僅僅是一個協議，大家按照這個協議規范來發送和解析這個某個流。
大家可以自己一個字節一個字節來構建自己的IP數據報文，并非一定需要通過socket接口。（通過流行的winpcap，你可以拋開socket，發送自己構建的任意的IP報文）
socket是一個大家都認為好用的構建和解析IP協議的接口而已（當然socket并非僅僅能夠構建和解析ip協議），其實有很多嵌入式設備還有其他的網絡通訊接口（比如LWIP）。只不過在大部分操作系統上socket更加通用而已。
將socket放在tcp協議的上層或許說有些不妥，那么將tcp放在socket上層就更沒有道理了。抓包程序完全可以不利用raw socket，目前的sniffer都是直接從驅動程序獲得網絡流，然后自己解析的。
re:
我同意你的觀點。
在我的文章中，我把socket看成一個抽象層，其實它不和運輸層，網絡層，鏈路層是同一概念的。看成一個抽象層，是為了更好的表達我想說的意思。在我看來，socket就是一組API，它把復雜的協議都放在后面了。
re:
@shootingstar:
當然可以不通過raw socket抓包，直接從數據鏈路層截獲數據的話與tcp/udp就沒有任何關系了。我的意圖是針對樓主的socket是tcp/udp的facade的講法的，并沒有說只能通過raw socket抓包。
re:
為一組具有復雜且全面的接口對象提供一個簡單特定的接口。
我沒有說tcp有一個叫socket的發擦的，而是tcp/ip,把tcp/ip協議看成一個協議的子系統，socket是一組API，難道不像facade模式嗎？
我不是聽了你上面的話而感到氣憤，也不是我固執，主要是你沒有給我很有力的理由
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