套接字与数据流资料
socket tcp会话原理

Socket TCP会话原理一、概述1.1 Socket概念Socket(套接字)是网络通信的基础,它是网络通信的端点,能够实现不同主机之间的数据传输。
1.2 TCP协议TCP(传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议,它提供了可靠的数据传输和对数据包进行排序和错误校正的功能。
二、TCP会话建立2.1 三次握手2.1.1 第一次握手:客户端发送SYN报文,告诉服务端客户端想要连接。
2.1.2 第二次握手:服务端接收到客户端的SYN报文后,发送SYN+ACK报文,告诉客户端已经收到请求,愿意接受连接。
2.1.3 第三次握手:客户端接收到服务端的SYN+ACK报文后,发送ACK报文确认,表示连接建立成功。
2.2 会话数据传输在TCP会话建立成功后,双方可以进行数据的传输,数据包会通过网络传输到目的地,并且在接收端按序组装成完整的数据流。
三、TCP会话终止3.1 四次挥手3.1.1 第一次挥手:客户端发送FIN报文,表示数据发送完毕。
3.1.2 第二次挥手:服务端接收到FIN报文后,发送ACK报文,表示收到了客户端的结束信号。
3.1.3 第三次挥手:服务端发送FIN报文,表示服务端数据发送完毕。
3.1.4 第四次挥手:客户端接收到服务端的FIN报文后,发送ACK报文,表示收到了服务端的结束信号。
四、TCP会话的特点4.1 可靠性TCP提供了可靠的数据传输,通过序列号、确认和重传机制来确保数据的正确性和完整性。
4.2 有序性TCP会话可以保证数据包的有序到达,不会出现数据包乱序的情况。
4.3 全双工TCP会话是全双工的,双方可以同时进行数据的发送和接收,实现真正的双向通信。
五、TCP会话的应用5.1 网络通信TCP会话被广泛应用于各种网络通信场景,如HTTP、FTP等应用层协议都是基于TCP协议的。
5.2 远程登入SSH等远程登入工具使用TCP会话来建立客户端与服务端之间的连接,实现远程管理和操作。
套接字编程基本原理讲解

套接字编程原理一、客户机/服务器模式在网络中最常用的通信模式是客户机/服务器模式(Client/Server模式或C/S模式)。
服务器方要先启动,并监听指定端口,等待客户端的请求,根据客户端的请求提供相应服务。
二、基本套接字一般来说,要进行网络通信,必须要在网络的每一端都要建立一个套接字,两个套接字之间是可以建立连接的,也是可以无连接的,并通过对套接字的“读”、“写”操作实现网络通信功能。
类似于文件的打开、读、写、关闭的方式。
套接字有三种类型:数据流套接字(SOCK_STREAM):对应TCP协议。
数据报套接字(SOCK_DGRAM):对应UDP协议。
原始套接字(SOCK_RAW)。
通过使用原始套接字,可以将网卡设为混杂模式。
并且可以捕获到的数据包不仅仅是单纯的数据信息,而是包含有IP头、TCP头等信息头的最原始的数据信息,这些信息保留了它在网络传输时的原貌,通过对这些在低层传输的原始信息的分析可以得到更多网络的信息。
一个完整的网间通信需要一个五元组来标识:(协议,本地地址,本地端口号,远地地址,远地端口号)三、基本套接字系统调用为了更好地说明套接字编程原理,下面给出几个基本套接字系统调用说明。
1.创建套接字──socket()应用程序在使用套接字前,首先必须拥有一个套接字,系统调用socket()向应用程序提供创建套接字的手段,其调用格式如下:SOCKET PASCAL FAR socket(int af, int type, int protocol);参数af:指定通信发生的区域,UNIX系统支持的地址族有:AF_UNIX、AF_INET、AF_NS等,而DOS、WINDOWS中仅支持AF_INET,它是互连网区域。
参数type:描述要建立的套接字的类型。
参数protocol:说明该套接字使用的特定协议,如果调用者不希望特别指定使用的协议,则置为0,使用默认的协议。
根据这三个参数建立一个套接字,并将相应的资源分配给它,同时返回一个整型套接字号。
socket套接字的概念

socket套接字的概念套接字(socket)是网络编程中的一个重要概念,用于在不同节点之间建立通信连接,实现数据的传输和通信的实时交互。
下面我们从以下几个方面来介绍套接字的概念及其作用。
一、套接字的定义和作用套接字是一种抽象数据类型,用于表示一个网络通信的端点,可以理解为给应用程序提供了一种接口,使其能够通过网络与其他应用程序进行通信。
套接字是应用层与传输层间交互的一种方式,它提供了一种可靠的、面向连接的、双向数据传输的网络通信服务。
二、套接字的类型由于套接字在不同情况下有不同的用途,因此其类型也有所差异。
在Unix系统中,套接字一般分为以下几种类型:1. 流式套接字(SOCK_STREAM):基于TCP协议,提供面向连接的可靠数据传输服务。
它是一种面向字节流的套接字类型,可用于实现长连接。
2. 数据报套接字(SOCK_DGRAM):基于UDP协议,提供无连接的、不可靠的数据传输服务。
它是一种面向数据包的套接字类型,可用于实现短连接或者需要时间敏感的场景。
3. 原始套接字(SOCK_RAW):提供完全自由的数据包传输服务,在传输层及以下各层的数据包都可以被访问到。
它可以用于网络协议的实现及测试。
4. 信号套接字(SOCK_SEQPACKET):提供可靠的面向连接的数据传输服务,接收方只能够依次按短的数据包与发送方通信,保证数据的有序性。
三、套接字的编程接口套接字编程接口提供了开发人员在应用程序中使用网络通信技术的一套标准API,其主要包括以下几个方面:1. 套接字的创建和销毁:通过socket函数创建套接字,然后使用close 函数释放套接字资源。
2. 套接字的命名:使用bind函数将套接字与本地的IP地址和端口号进行绑定。
3. 套接字的连接:使用connect函数将套接字连接到远程主机的IP地址和端口号。
4. 数据的读取和写入:使用read和write函数进行数据的收发操作。
5. 套接字的监听:使用listen函数将套接字置于被动监听状态,等待远程客户端的连接请求。
网络程序设计_socket_复习题_考点_知识点

Winsock是什么?• Windows下网络编程的规范• Windows下得到广泛应用的、开放的、支持多种协议的网络编程接口。
• 已成为Windows网络编程的事实上的标准。
Windows socket规范• Windows Socket规范本意在于提供给应用程序开发者一套简单的API,并让各家网络软件供应商共同遵守。
Socket原理• Socket通常称为套接字、套管、插口,是两个程序间通信链路的端点。
• Socket实际上是一个编程接口,为网络应用程序提供各种接口函数。
Winsock基本概念• 多数网络协议都由软件实现,而且几乎所有计算机系统都将网络协议的实现作为操作系统的一部分,操作系统提供给用户的程序接口叫做应用程序编程接口(API )。
• 套接字接口(Socket Interface)就是一种API套接字及类型• 套接字(socket)是网络通信的基本构件,是可以被命名和寻址的通信端点,使用中的每一个套接字都有其类型和与之相连的进程。
• 套接字存在于通信区域中,通信区域也称地址族• 套接字通常只与同一区域中的套接字交换数据(也可跨区域通信,但要执行某种转换进程之后才能实现)。
• TCP/IP的socket提供三种类型的套接字:流式套接字(SOCK_STREAM)• 提供一个面向连接的、可靠的数据传输服务,• 内设流量控制,避免数据流超限;数据被看作是字节流,无长度限制。
• 文件传输协议(FTP)即使用流式套接字。
数据报式套接字(SOCK_DGRAM)• 提供一个无连接服务。
• 数据报以独立包形式被发送,不提供无错保证,数据可能丢失或重复,且接收顺序混乱。
• 网络文件系统(NFS)使用数据报式套接字。
原始式套接字(SOCK_RAW)• 该接口允许对较低层协议,如IP、ICMP直接访问。
• 常用于检验新的协议实现或访问现有服务中配置的新设备。
• 服务方式面向连接(虚电路)• 面向连接服务是电话系统服务模式的抽象,每一次完整的数据传输都要经过建立连接、使用连接、终止连接的过程。
原始套接字透析

黑客之旅――原始套接字透析之前言大多数程序员所接触到的套接字(Socket)为两类:(1)流式套接字(SOCK_STREAM):一种面向连接的Socket,针对于面向连接的TCP服务应用;(2)数据报式套接字(SOCK_DGRAM):一种无连接的Socket,对应于无连接的UDP服务应用。
从用户的角度来看,SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM这两类套接字似乎的确涵盖了TCP/IP应用的全部,因为基于TCP/IP的应用,从 协议栈的层次上讲,在传输层的确只可能建立于TCP或UDP协议之上(图1),而SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM又分别对应于TCP和 UDP,所以几乎所有的应用都可以用这两类套接字实现。
图1 TCP/IP协议栈但是,当我们面对如下问题时,SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM将显得这样无助:(1) 怎样发送一个自定义的IP包?(2) 怎样发送一个ICMP协议包?(3) 怎样使本机进入杂糅模式,从而能够进行网络sniffer?(4) 怎样分析所有经过网络的包,而不管这样包是否是发给自己的?(5) 怎样伪装本地的IP地址?这使得我们必须面对另外一个深刻的主题――原始套接字(Raw Socket)。
Raw Socket广泛应用于高级网络编程,也是一种广泛的黑客手段。
著名的网络sniffer、拒绝服务攻击(DOS)、IP欺骗等都可以以Raw Socket实现。
Raw Socket与标准套接字(SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM)的区别在于前者直接置"根"于操作系统网络核心(Network Core),而SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM 则"悬浮"于TCP和UDP协议的外围,如图2所示:图2 Raw Socket与标准Socket当我们使用Raw Socket的时候,可以完全自定义IP包,一切形式的包都可以"制造"出来。
WinsockAPI

学习Winsock API编程Windpows Sockets 是广泛应用的、开放的、支持多种协议的网络编程接口,主要由winsock.h头文件和动态链接库winsock.dll组成。
一、套接字套接字(Sockes)是通信的基础,是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。
可以将套接字看作是不同主机之间的进程进行双向通信的端点。
根据通信网络的特性,套接字可以分为以下两类。
1、流套接字流套接字提供没有边界的数据流(即字节流),能够确保数据流以正确的顺序无重复地被送达,使用于处理大量数据。
流套接字是面向连接的。
2、数据报套接字数据报套接字支持双向数据流,此数据流不能保证按顺序和不重复送达,也不能保证数据传输的可靠性。
数据报套接字是无连接的。
Winsock对有可能阻塞的函数提供了两种处理方式:阻塞方式和非阻塞方式。
在阻塞方式下,收发数据的函数在被调用后一直等到传送完毕或出错才能返回,期间不能进行任何操作。
在非阻塞方式下,函数被调用后立即返回,当网络传送完后,由Winsock给应用程序发送一个消息,通知操作完成。
在编程时,应尽量使用非阻塞模式。
二、Winsock的启动和终止由于Winsock服务是以动态链接库的形式实现的,所以在使用前必须调用WSAStartup函数对其进行初始化,协商Winsock的版本支持,并分配必要的资源。
WSAStartup函数声明如下:int WSAStartup(WORD wVersionRequested,LPWSADATA IpWSAData);参数说明:◇wVersionRequested:指定加载的Winsock版本,通常高位字节指定Winsock 的副版本,低位字节指定Winsock的主版本,然后用MAKEWORD(X,Y)宏获取该值。
◇IpWSAData:WSADATA数据结构指针,其中WSADATA结构的定义如下:Typedef struct WSAData{WORD wVersion; //期望使用的Winsock版本WORD wHighVersion; //返回现有Winsock最高版本char szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];//套接字实现描述、char szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];//状态或配置信息unsigned short iMaxSockets; //最大套接字数unsigned short iMaxUdpDg; //最大数据报长度char FAR * IpVendorInfo; //保留}WSADATA,FAR *LPWSADATA;在应用程序关闭套接字连接后,还需要调用WSACleanup 函数终止对Winsock 库的使用,并释放资源,函数声明如下:int WSACleanup(void);三、 Winsock 编程模型不论是流套接字还是数据报套接字编程,一般都采用客户端/服务器模式,其运行原理基本类似。
UDP协议接受数据流程

UDP协议接受数据流程UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是一种无连接的传输层协议,它不实现可靠性,主要用于在网络上发送小数据包。
由于其简单和低延迟的特点,UDP被广泛应用于实时音视频传输、在线游戏和网络广播等场景。
UDP的接收数据流程如下:1. 创建套接字(Socket):首先,应用程序需要创建一个UDP套接字,以便套接字可以通过指定的端口接收数据。
2.绑定端口:在创建套接字之后,需要将其绑定到指定的端口上。
这样,套接字就可以监听该端口上的数据包。
3.等待数据到达:一旦套接字绑定到端口上,就可以开始等待数据包到达。
当有数据包到达时,操作系统会将其放入接收缓冲区中,并发送一个事件给应用程序。
4.接收数据包:应用程序通过调用套接字的接收函数来接收数据包。
接收函数会从接收缓冲区中读取数据包,并将数据包传递给应用程序。
5.处理数据包:一旦应用程序接收到数据包,可以对其进行处理。
根据应用程序的需求,可能需要解析数据包的内容、验证数据的完整性或执行其他操作。
6.发送应答(可选):在一些场景下,接收方可能需要向发送方发送应答。
应用程序可以调用套接字的发送函数,通过套接字将应答发送给发送方。
7.继续等待数据:完成一次接收后,套接字会继续等待下一个数据包的到达。
应用程序可以使用循环来保持套接字的接收状态,以接收连续的数据包。
需要注意的是,由于UDP是一种无连接的协议,因此在接收数据包时,无法保证数据包的顺序、完整性和可靠性。
应用程序需要自行处理这些问题,例如通过在数据包中添加序列号来确认数据包的顺序,或使用校验和对数据完整性进行验证。
此外,UDP的接收数据流程可以与多线程或多进程结合使用,以提高并发性能。
通过创建多个套接字并监听不同的端口,应用程序可以同时接收多个数据流,并进行并行处理。
简述socket的基本概念和原理

一、Socket的基本概念Socket(套接字)是计算机网络中进程间通讯的一种方式。
它是应用层和传输层之间的接口,可用于在同一台计算机或不同计算机之间进行通讯。
在计算机网络中,Socket是这样一种抽象:它模拟了传统的插座,允许进程通过网络发送和接收数据。
1. 基本概念Socket是网络通讯中的一种机制,它允许一个应用程序发出通讯请求而不必了解网络的详细内部工作原理。
在计算机网络的通讯过程中,通常会涉及到两端的通讯,即客户端和服务器端。
而Socket就是客户端和服务器端进行通讯的一种方式。
2. 通讯过程通常来说,Socket通讯过程包括创建Socket对象、连接服务器、发送数据、接收数据以及关闭连接等步骤。
二、Socket的原理Socket的原理主要涉及到网络通讯过程中的一些核心概念和基本工作原理。
1. 套接字位置区域在网络通讯中,套接字位置区域用于标识网络上的通讯实体。
它由IP 位置区域和端口号组成,用于唯一标识一个通讯实体。
2. 通讯协议通讯协议是网络通讯中的一种规则,它定义了数据如何在网络上进行传输。
常见的通讯协议包括TCP、UDP等。
3. 通讯模式通讯模式是Socket通讯中的一种工作模式,包括面向连接的通讯和面向无连接的通讯。
4. 数据传输数据传输是Socket通讯中的核心环节,它包括数据的发送和接收两个步骤。
在数据传输过程中,需要考虑数据的可靠传输、数据的完整性以及数据的实时性等问题。
5. 套接字编程套接字编程是指在应用程序中使用Socket对网络进行编程操作。
开发者可以通过套接字编程实现自定义的网络通讯功能,从而实现各种复杂的网络应用。
三、总结Socket作为计算机网络中的重要通讯机制,在实际的网络应用中扮演着重要的角色。
了解Socket的基本概念和原理,有助于我们更好地理解网络通讯的工作原理,从而为开发更复杂、更稳定的网络应用奠定基础。
希望本文所述的内容能够帮助读者更深入地了解Socket,为日后的网络编程工作提供参考。
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SocketType
ProtocolType 说明
Dgram
Udp
无连接通信
Stream
Tcp
面向连接的通信
Raw
Icmp
Internet控制报文协议
Raw
Raw
简单IP包通信
10
4.1 套接字(续)
➢ 2.Socket类的常用属性 Connected属性:是否连接 LocalEndPoint属性:套接字本地EndPoint对象 RemoteEndPoint属性:套接字远程EndPoint对 象
21
面向连接套接字编程——具体代码实现
2. 发送、接收信息(服务器) ……
Socket clientSocket = serverSocket .Accept();
//建立连接后,利用Send方法向客户端发送信息 clientSocket.Send(Encoding.ASCII.GetBytes("server send Hello")); //接收客户端信息 byte[] myresult = new Byte[1024]; int receiveNum = clientSocket.Receive(myresult); Console.WriteLine("接收客户端消息:{0}", Encoding.ASCII.GetString(myresult));
); Console.WriteLine("向服务器发送消息:{0}", sendMessage); //接收服务器信息 byte[] result = new Byte[1024]; localSocket.Receive(result); Console.WriteLine("接收服务器消息:{0}",
4
4.1 套接字(续)
➢ .NET Framework中的.Sockets命名空间下 的Socket类可以实现套接字。
➢ 一个Socket实例包含了一个本地或者一个远程端点 (IP+port)的套接字信息。
➢ 使用Socket类编程,由于很多细节都需要自己考虑,相 对来说复杂一些,易出错。一般对套接字编程比较熟悉 的人,或者使用非标准协议(自定义的新协议)进行编 程的时候,才使用Socket类。
➢ 一对一通信(Socket实现控制台应用程序) 服务器端和客户端可以不开辟线程直接通信,也可以 开辟线程进行通信; 开辟线程实现时: 服务器端(1~2个线程) ✓接收线程1个(也可以没有) ✓接收消息线程1个 客户端(1个线程) ✓接收消息线程1个 注意:本章内所说的线程个数只涉及基本通信,不考虑 其他情况下开辟的线程。
客户端请求:由客户端的套接字提出连接请求,要连 接的目标是服务器的套接字。客户端必须指出服务器 套接字的地址和端口号,然后再向服务器套接字提出 连接请求。
连接确认:当服务器套接字监听到客户端套接字的连 接请求时,它就响应客户端套接字的请求,把服务器 套接字的信息发给客户端,一旦客户端确认了此信息, 连接即可建立。
14
2、收发消息阶段
该阶段主要完成服务器与客户端端间的消息传递。 ➢ 发送消息
将要发送的消息,经过编码成字节序列,发送给对 方。
➢ 接收消息 接收对方发过来的消息,然后对其进行解码,变成 字符串显示。
➢ 注意:收发消息阶段一定要保证数据的编码格式和解 码格式一致,否则就会出现乱码。
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3、断开连接阶段
22
面向连接套接字编程——具体代码实现
2. 发送、接收信息(客户端) //建立连接成功后,向服务器发送信息 string sendMessage = "client send Message
Hello"+DateTime.Now; localSocket.Send(Encoding.ASCII.GetBytes(sendMessage)
1.创建本地Socket
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2.调用Bind方法绑定到本 地端点
3.在指定端口监听Listen
4.Accept()
2.Connect连接请求
5.收发数据
3.收发数据
6.Close()
4.Close()
17
4.1.1 面向连接的套接字
➢ 同步TCP编写服务器端程序的一般步骤为: 1) 创建一个包含采用的网络类型、数据传输类型和协议类 型的本地套接字对象,并将其与服务器的IP地址和端口 号绑定。这个过程通过Socket类实现。 2) 在指定的端口进行监听,以便接受客户端连接请求。 3) 一旦接受了客户端的连接请求,就根据客户端发送的连 接信息创建与该客户端对应的Socket对象。 4) 根据创建的Socket对象,分别与每个连接的客户进行 数据传输。 5) 根据传送信息情况确定是否关闭与对方的连接。
24
4.1.1 面向连接的套接字(续)
➢ 面向连接的套接字编程举例(控制台应用程序) 一对一通信举例 课堂演示(书上代码组合) 一对多通信举例
【例题4-1】使用同步Socket实现客户端与服务器端 的消息通信。其中,服务器可以与多个客户端通信 ,并随时接收客户端发送的消息。
25
26
4.1.1 面向连接的套接字(续)
1
第4章 套接字与数据流
4.1 套接字
4.1.1 面向连接的套接字 4.1.2 无连接的套接字
4.2 数据流
4.2.1 文件流 4.2.2 内存流 4.2.3 网络流 4.2.4 StreamWriter与StreamReader类 4.2.5 BinaryReader与BinaryWriter类
2
localSocket.Bind(iep); localSocket.Listen(10); Socket clientSocket = serverSocket .Accept();
20
面向连接套接字编程——具体代码实现
1.建立连接(客户端)
IPAddress remoteHost = IPAddress.Parse("192.168.0.1");
addressFamily表示网络类型,该参数使用 AddressFamily枚举指定Socket使用的寻址方案。
例如AddressFamily.InterNetwork表示IP版本4的地址。
6
4.1 套接字(续)
7
4.1 套接字(续)
(2)socketType socketTyp指定Socket的类型,该参数使用
SocketType枚举指定使用哪种套接字。 例如:
SocketType.Stream表明连接是基于流套接字 SocketType.Dgram表示连接是基于数据报套接字 SocketType.Raw表示连接基于原始套接字;
SocketType枚举详细见表4-2(P58).
8
4.1 套接字(续)
(3)protocolType protocolType指定Socket使用的协议,该参数使用 ProtocolType枚举指定使用哪种协议。例如: ProtocolType.Tcp表明Socket使用的协议是TCP ProtocolType.Udp表明Socket使用的协议是UDP ProtocolType.IP表明Socket使用的协议是IP
详细见课本表4-3
9
4.1 套接字(续)
➢ Socket构造函数的三个参数中,对于网络上的IP通信来说, AddressFamily总是使用AddressFamily.InterNetwork枚举 值。而SocketType参数则与ProtocolType参数配合使用, 不允许其他的匹配形式,也不允许混淆匹配。下表列出了可 用于IP通信的组合。
➢ 4.Socket使用场合
编写基本TCP或UDP应用程序时,可以直接使用 Socket类实现,通常用Tcplistener、TcpClient 和UdpClient类。
编写自定义的新协议程序时,只能使用Socket类 实现
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4.1.1 面向连接的套接字
➢ IP连接领域有两种通信类型: 面向连接的(connection-oriented)通信 无连接的(connectionless)通信
18
4.1.1 面向连接的套接字
➢ 使用同步TCP编写客户端程序的一般步骤为: 1) 创建一个包含传输过程中采用的网络类型、数据传 输类型和协议类型的Socket对象。 2) 与远程服务器建立连接。 3) 与服务器进行数据传输。 4) 完成工作后,向服务器发送关闭信息,并关闭与服 务器的连接。
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➢ 3.Socket类的常用方法 Accept方法:为新建连接创建新的 Socket Bind方法:与本地端点关联 Listen方法:在指定的端口监听
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4.1 套接字(续)
➢ 3.Socket类的常用方法 Send方法:发送数据 Receive方法:接收数据 Shutdown方法:关闭会话 Close方法:关闭Socket对象
面向连接套接字编程——具体代码实现
1.建立连接(服务器)
IPHostEntry local = Dns.GetHostByName(Dns.GetHostName());
IPEndPoint iep = new IPEndPoint(local.AddressList[0], 1180);
Socket serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
5
4.1 套接字(续)
1. Socket对象的创建
➢Socket类的构造函数: public Socket( AddressFamily addressFamily, SocketType socketType, ProtocolType protocolType);