玩轉(zhuǎn)Linux內(nèi)核套接字(socket)原理與機(jī)制
1、套接字基本知識(shí)
套接字（socket）就是對(duì)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中不同主機(jī)上面的應(yīng)用程序進(jìn)程之間進(jìn)行雙向通信的端點(diǎn)的抽象。套接字類型：流式套接字、數(shù)據(jù)報(bào)套接字、原始套接字。套接字作用：主要完成兩個(gè)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)傳輸。套接字本質(zhì)：兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)各自通信連接中的端點(diǎn)。
2、套接字表示方式
套接字socket=(ip地址：端口號(hào))，套接字表示方法采用點(diǎn)分十進(jìn)制的ip地址后面寫上端口號(hào)，中間用冒號(hào)或逗號(hào)隔開。每個(gè)傳輸層連接唯一地被通信兩的兩個(gè)端點(diǎn)（兩個(gè)套接字）所確定。比如IP地址是192.168.2.34，端口號(hào)是89，那么對(duì)應(yīng)套接字就是(192.168.2.34:89)。
3、socket在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中地位及作用
socket在所有的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中是必不可少，而且在所有的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用唾棄中也是必不可少。它是網(wǎng)絡(luò)通信中應(yīng)用程序?qū)?yīng)的進(jìn)程和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的接口。具體套接字在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中地位如下：
套接字在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中作用：
socket在協(xié)議之上，屏蔽不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的差異；
socket是網(wǎng)絡(luò)編程入口，提供大量系統(tǒng)調(diào)用，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)程序的主體；
在Linux系統(tǒng)中，socket屬于文件系統(tǒng)的一部分。
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4、套接字接口的種類
Linux支持多種套接字種類，不同的套接字種類稱為“地址族”。Linux所支持的部分BSD套接字類型常見如下：
套接字地址族 說明?
UNIX UNIX域套接字?
INET 通過TCP/IP協(xié)議支持的Internet地址族?
AX25 Amater radio X25?
AppLETALK Appletalk DDP?
IPX Novell IPX?
X25 X25?
Linux所支持的BSD套接字類型?
流（stream）：提供可靠的雙向順序數(shù)據(jù)流，可以保證數(shù)據(jù)不會(huì)在傳輸過程中丟失、破壞或重復(fù)出現(xiàn)。流套接字通過INET地址族的TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。?
數(shù)據(jù)報(bào)（datagram）：提供雙向的數(shù)據(jù)傳輸，但是并不對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸過程中提供擔(dān)保，意思是說，數(shù)據(jù)可能會(huì)以錯(cuò)誤的順序傳遞，甚至丟失或破壞。這種類型的套接字通過INET地址族的UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。?
原始（raw）：利用這種類型的套接字，進(jìn)程可以直接訪問底層協(xié)議（稱為原始）。 可靠發(fā)送的消息：和數(shù)據(jù)報(bào)套接字類似，但保證數(shù)據(jù)被正確傳輸?shù)侥康亩恕?順序數(shù)據(jù)包：和流套接字類似，但數(shù)據(jù)包大小是固定的。?
數(shù)據(jù)包（packet）：并不是標(biāo)準(zhǔn)的BSD套接字類型，它是Linux專有的BSD套接字?jǐn)U展，可允許進(jìn)程直接在設(shè)備訪問數(shù)據(jù)包。
一、套接字的工作原理
INET套接字就是支持Internet地址族的套接字，它位于TCP之上，BSD套接字之下，這也是能夠體現(xiàn)Linux網(wǎng)絡(luò)模塊分層的設(shè)計(jì)架構(gòu)思想。INET套接字視圖如下：
INET和BSD套接字之間的接口通過Internet地址族套接字操作集進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，操作集實(shí)際是一組協(xié)議操作例程，具體對(duì)應(yīng)內(nèi)核源碼如下：
BSD套接字層通過調(diào)用proto_ops結(jié)構(gòu)中相應(yīng)函數(shù)執(zhí)行對(duì)應(yīng)任務(wù)。BSD套接字層向INET套接字層傳遞socket數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)直接來代表一個(gè)BSD套接字，socket結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)內(nèi)核具體源碼如下：
進(jìn)程在利用套接字進(jìn)程通信時(shí)，采用C/S模型。服務(wù)器首先創(chuàng)建一個(gè)套接字，并將某個(gè)名稱綁定到此套接字上面，套接字的名稱依賴于套接字的底層地址族。但通常是服務(wù)器的本地地址。套接字的名稱地址通過sockaddr數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指定，具體內(nèi)核源碼如下：
Linux內(nèi)核源碼分析：進(jìn)程管理專題、內(nèi)存管理專題、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧專題、設(shè)備驅(qū)動(dòng)專題、文件系統(tǒng)專題、項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)模塊專題。
