多個TCP連線或多個應用程式程序可能需要通過同一個 TCP協議埠傳輸資料。為了區別不同的應用程式程序和連線，許多計算機作業系統為應用程式與TCP/IP協議互動提供了稱為套接字(Socket)的介面。

伺服器監聽是指服務端套接字並不定位具體的客戶端套接字，而是處於等待連線的狀態，實時監控網路狀態。 客戶端請求是由客戶端的套接字提出連線請求，要連線的目標是伺服器端套接字。為此，客戶端的套接字必須首先描述它要連線的伺服器的套接字，指出伺服器套接字的地址和埠號，然後再向伺服器端套接字提出連線請求。 連線確認是當伺服器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連線請求時，它就響應客戶端套接字的請求，建立一個新的執行緒，把伺服器端套接字的資訊傳送給客戶端，一旦客戶端確認了此連線，連線即可建立。而伺服器端繼續處於

監聽狀態，繼續接收其他客戶端的連線請求。 套接字（socket）是套介面描述字的簡稱。和檔案控制代碼相似，SOCKET提供了一咱通訊機制，是WINDOWS的一種通

訊方式。應用程式建立了一個套接字後，就能夠獲得這種機制提供的網路服務功能。對於伺服器來說，它提供

了監聽網路的連線請求；對於客戶機來說，它可以連線到一個給定的主計算機和特定的埠上。客戶端和服務

器端可以通過套接字物件來發送和接收資料。套接字提供了分別基於連線的協議（TCP）等和無連線的協議

（UDP）等，以滿足網路連線的可靠性、穩定性以及高速性的要求。

WINSOCK是網路程式設計介面，它構成了WINDOWS平臺下網路程式設計的基礎。

開放系統互連七層模型（OSI）
應用層——表示層——會話層——傳輸層——網路層——資料鏈路層——物理層

應用層：使用者的應用程式與網路之間的介面
表示層：協商資料交換格式
會話層：允許使用者使用簡單易記的名稱建立連線
傳輸層：提供終端到終端的可靠連線
網路層：使資料路由經過大型網際網路絡
資料鏈路層：決定訪問網路介質的方式
物理層：將資料轉換為可通過物理介質傳送的位

TCP、UDP協議是位傳輸層的協議，而IP協議則是位於網路層的協議。

TCP是傳輸控制協議，它是一種面向連線的協議，向用戶提供可靠的全雙工的位元組流。
TCP關心資料傳輸的準確性。
應用程式利用TCP進行通訊時，傳送方和接收方之間會建立一個虛擬連線，通過這一連線，雙方可以把資料當作

一個雙向的位元組流來進行交流。它就像打電話。我們從摘機撥號開始，到撥通後建立連線、進行通話，再到掛

機斷開連線這一過程，正是抽象的面向連線的具體表現。首先，在開始通話前，撥號，雙方響應，從而建立一

條虛擬的“鏈路”。只有在雙方都處於活動狀態，這條“鏈路”才會保持存在。其次，我們可以通過這條“鏈

路”進行雙向的會話，並且在一般情況下，我們可以通過對方的回答來確定對方是否已經正確聽到了我們所說

的話，這相當於面向連線協議為保證傳輸正確而進行的額外校驗。

UDP是使用者資料報協議，這是一種無連線的協議。UDP是一種不可靠的資料報協議，它不能保證每一個UDP資料報

可以到達目的地。但是，正是由於它的不可靠性，減少了資料確認的過程，所以UDP傳輸資料的效率比較高。
就像是郵信。我們只需封好信封，然後將其投到郵筒中即可，但是我們不能保證郵局在把信件傳送出去和信件

在傳送過程中沒有受到傷害。
總體看來，面向連線的服務可以保證雙方傳遞資料的正確性，但卻要為此進行額外的校驗，通訊雙方建立通訊

通道也需要許多系統開銷。而無連線的服務最大的優點就是速度快，因為它不需要去驗證資料的完整性，也不

會資料是否已接收而操心。


IP是網際協議，自20世紀80年代以來它一直都是網際協議的主力協議，它使用32位地址，為TCP、UDP、ICMP等

協議提供傳送的分組服務。

在WINDOWS網路程式設計中，套接字介面主要有三種類型：流式套接字、資料報套接字以及原始套接字。

流式套接字定義了一種可靠的面向連線的服務，實現了無差錯無重複的順序資料傳輸。對於建立在這種流式套

接字型別上的套接字來說，資料可以是雙向傳輸的位元組流，無長度限制。

資料報套字介面定義了一種無連線的服務，資料通過相互獨立的報文進行傳輸，是無序的，並且不保證可靠。

原始套接字允許對低層協議如IP或ICMP直接訪問，主要用於網路協議的測試，例如WINDOWS帶的PING程式，就是

通過ICMP協議來實現的。
客戶/伺服器模式
在現在的網路應用中，通訊雙方最常見的互動模式便是客戶/伺服器模式。在這種模式下，客戶向伺服器發出服

務請求，伺服器收到請求後為客戶提供相應的服務。


客戶/伺服器模式通常採用監聽/連線的方式實現。伺服器端應用程式在一個埠監聽對服務的請求，也就是說

，服務程序一直處於休眠狀態，直到一個客戶對這個服務提出了連線請求，此時服務執行緒被“喚醒”並且為客

戶提供服務，即對客戶的請求作出適當的反應。

面向連線的協議套接字的呼叫
面向連線的伺服器端首先呼叫SOCKET()建立一個套接字S，用來監聽客戶端的連線請求。接著，呼叫bind()將此

套接字與本機地址、埠繫結起來。然後，呼叫listen()告訴套字S，對進來的連線進行監聽並確認連線請求，

於是S被置於被動的監聽模式。一個正在進行監聽的套接字將給每個請求傳送一個確認資訊，告訴傳送者主機已

經收到連線請求。當時監聽套接字S實際上並不接受連線請求，在客戶端請求被接受後，呼叫
accept()將返回一個與S具有相同屬性，但不能被用來進行監聽，只用來進行資料收發的資料套接字NS，作為與

客戶端套接字相對應的連線的另一個端點。對於該客戶端套接字後續的所有操作，都應該通過NS來完成。監聽

套接字S仍然用於接收其他客戶的連線請求。

面向連線的伺服器一般是迸發伺服器。在WINDOWS平臺上，我們往往在呼叫accept()返回NS後，會建立一個請求

/應答執行執行緒，將NS作為引數之一傳遞給該執行緒，由該執行緒來完成客戶端與伺服器端複雜的請求應答工作，而

主執行緒會再次呼叫accept()，以接收新的客戶端連線請求。

面向連線的客戶端也會呼叫socket()建立一個套接字C，但使用像TCP這樣的面向連線的協議時，客戶端不必關

心協議使用什麼樣的本機地址，所以不用呼叫bind()。客戶端呼叫connect()向伺服器端發出連線請求，在與服

務器建立連線之後，客戶端和伺服器端就存在了一條虛擬的“管道”，客戶端套字C和伺服器端套接字NS構成了

“管道”的兩個端點。客戶端和伺服器端通過這個“管道”進行資料交換，多次呼叫send()/recv()來進行請求

/應答，最終完成服務後關閉用於傳輸的套接字C和NS，並斷開連線，結束此次會話。

面向無連線協議的套接字的呼叫
採用無連線協議（UDP）時，伺服器一般都是面向事務的。一個請求和一個應答就完成了客戶程式與伺服器程式

之間的相互作用。

無邊的伺服器使用socket()和bind()來建立和繫結套接字S。與面向連線的伺服器端不同，我們不必呼叫

listen()和accept()，只需要呼叫recvFrom()在套接字S上等待接收資料就可以了。因為是無連線的，因此網路

上任何一臺機器傳送的套接字S的資料都可以收到。從這一點上你可以想象，它們是無序的。

無連線的伺服器一般都是迭代伺服器。它們接收到一個數據報後，馬上進行相應處理，直到處理完成後，才開

始下一個資料報的接收、處理。所以採用無連線協議時，客戶端和伺服器端的互動往往是很簡單的，一問一答

或只問不答的方式很常見。

無連線的伺服器端只有在停止服務時，才會關閉套接字。

無連線的客戶端則更簡單，只需要呼叫socket()建立一個套接字C，就可以利用sendto()和recvfrom()與伺服器

的資料進行交換。在完成會話後呼叫closeSocket()關閉套接字C。

伺服器與客戶端通過已連線套接字進行接收與傳送訊息！

p2pcli.c

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

#define ERR_EXIT(m) \
        do \
        { \
                perror(m); \
                exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0)

void handler(int sig)
{
    printf("recv a sig=%d\n", sig);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

int main(void)
{
    int sock;
    if ((sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)
        ERR_EXIT("socket");

    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(5188);
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

    if (connect(sock, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
        ERR_EXIT("connect");

    pid_t pid;
    pid = fork();
    if (pid == -1)
        ERR_EXIT("fork");

    if (pid == 0)
    {
        char recvbuf[1024];
        while (1)
        {
            memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
            int ret = read(sock, recvbuf, sizeof(recvbuf));
            if (ret == -1)
                ERR_EXIT("read");
            else if (ret == 0)
            {
                printf("peer close\n");
                break;
            }
            
            fputs(recvbuf, stdout);
        }
        close(sock);
        kill(getppid(), SIGUSR1);
    }
    else
    {
        signal(SIGUSR1, handler);
        char sendbuf[1024] = {0};
        while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)
        {
            write(sock, sendbuf, strlen(sendbuf));
            memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
        }
        close(sock);
    }


    
    return 0;

}

p2psrv.c

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

#define ERR_EXIT(m) \
        do \
        { \
                perror(m); \
                exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0)

void handler(int sig)
{
    printf("recv a sig=%d\n", sig);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

int main(void)
{
    int listenfd;
    if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)
/*    if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)*/
        ERR_EXIT("socket");

    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(5188);
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    /*servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");*/
    /*inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);*/

    int on = 1;
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
        ERR_EXIT("setsockopt");

    if (bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
        ERR_EXIT("bind");
    if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0)
        ERR_EXIT("listen");

    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t peerlen = sizeof(peeraddr);
    int conn;
    if ((conn = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&peeraddr, &peerlen)) < 0)
        ERR_EXIT("accept");

    printf("ip=%s port=%d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port));


    pid_t pid;
    pid = fork();
    if (pid == -1)
        ERR_EXIT("fork");
    
    if (pid == 0)
    {
        signal(SIGUSR1, handler);
        char sendbuf[1024] = {0};
        while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)
        {
            write(conn, sendbuf, strlen(sendbuf));
            memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
        }
        printf("child close\n");
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    else
    {
        char recvbuf[1024];
        while (1)
        {
            memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
            int ret = read(conn, recvbuf, sizeof(recvbuf));
            if (ret == -1)
                ERR_EXIT("read");
            else if (ret == 0)
            {
                printf("peer close\n");
                break;
            }
            
            fputs(recvbuf, stdout);
        }
        printf("parent close\n");
        kill(pid, SIGUSR1);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    
    return 0;
}

makefile:

.PHONY:clean all
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -g
BIN=echosrv echocli echosrv2 p2psrv p2pcli
all:$(BIN)
%.o:%.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o [email protected]
clean:
    rm -f *.o $(BIN)