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iOS的socket开发基础
2017-10-19 16:51 评论:18 阅读:7882 wzt

iOS的socket开发基础

首先让我们通过一张图知道socket在哪里?

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。 TCP和UDP的区别

TCP:面向连接、传输可靠(保证数据正确性、保证数据顺序)、用于传输大量数据(流模式)、速度慢,建立连接需要开销较多(时间,系统资源)。

UDP:面向非连接、传输不可靠、用于传输少量数据(数据包模式)、速度快。

关于TCP是一种流模式的协议,UDP是一种数据报模式的协议,这里要说明一下,TCP是面向连接的,也就是说,在连接持续的过程中,socket中收到的数据都是由同一台主机发出的(劫持什么的不考虑),因此,知道保证数据是有序的到达就行了,至于每次读取多少数据自己看着办。

而UDP是无连接的协议,也就是说,只要知道接收端的IP和端口,且网络是可达的,任何主机都可以向接收端发送数据。这时候,如果一次能读取超过一个报文的数据,则会乱套。比如,主机A向发送了报文P1,主机B发送了报文P2,如果能够读取超过一个报文的数据,那么就会将P1和P2的数据合并在了一起,这样的数据是没有意义的。 TCP三次握手和四次挥手

相对于socket开发者,TCP创建过程和连接拆除过程是由TCP/IP协议栈自动创建的。因此开发者并不需要控制这个过程。但是对于理解TCP底层运作机制,相当有帮助。

因此在这里详细解释一下这两个过程。 TCP三次握手

所谓三次握手(Three-way Handshake),是指建立一个TCP连接时,需要客户端和服务器总共发送3个包。

三次握手的目的是连接服务器指定端口,建立TCP连接,并同步连接双方的序列号和确认号并交换 TCP 窗口大小信息.在socket编程中,客户端执行connect()时。将触发三次握手。

TCP 三次握手

首先了解一下几个标志,SYN(synchronous),同步标志,ACK (Acknowledgement),即确认标志,seq应该是Sequence Number,序列号的意思,另外还有四次握手的fin,应该是final,表示结束标志。

第一次握手:客户端发送一个TCP的SYN标志位置1的包指明客户打算连接的服务器的端口,以及初始序号X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。

第二次握手:服务器发回确认包(ACK)应答。即SYN标志位和ACK标志位均为1同时,将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的序列号加1以,即X+1。

第三次握手:客户端再次发送确认包(ACK) SYN标志位为0,ACK标志位为1。并且把服务器发来ACK的序号字段+1,放在确定字段中发送给对方.并且在数据段放写序列号的+1。 TCP四次挥手

TCP的连接的拆除需要发送四个包,因此称为四次挥手(four-way handshake)。客户端或服务器均可主动发起挥手动作,在socket编程中,任何一方执行close()操作即可产生挥手操作。

TCP 四次挥手

其实有个问题,为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次挥手?

因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭socket,所以只能先回复一个ACK报文,告诉Client端,”你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送。故需要四步握手。 TCPSocket和UDPSocket的具体实现

讲了这么久,终于要开始讲socket的具体实现了,iOS提供了socket网络编程的接口CFSocket,不过这里使用BSD Socket。

TCP和UDP的socket是有区别的,这里给出这两种的设计框架

TCP客户—服务器程序设计基本框架

UDP客户—服务器程序设计基本框架流程图

常用的socket类型有两种:流式socket(SOCK_STREAM)和数据报式socket(SOCK_DGRAM)。流式是一种面向连接的socket,针对于面向连接的TCP服务应用;数据报式socket是一种无连接的socket,对应于无连接的UDP服务应用。 TCPSocket的具体实现

服务器的工作流程:首先调用socket函数创建一个Socket,然后调用bind函数将其与本机地址以及一个本地端口号绑定,然后调用listen在相应的socket上监听,当accpet接收到一个连接服务请求时,将生成一个新的socket。服务器显示该客户机的IP地址,并通过新的socket向客户端发送字符串” hi,I am server!”。最后关闭该socket。

客户端的工作流程:首先调用socket函数创建一个Socket,然后调用bind函数将其与本机地址以及一个本地端口号绑定,请求连接服务器,通过新的socket向客户端发送字符串” hi,I am client!”。最后关闭该socket。 UDPSocket的具体实现

服务器的工作流程:首先调用socket函数创建一个Socket,然后调用bind函数将其与本机地址以及一个本地端口号绑定,接收到一个客户端时,服务器显示该客户端的IP地址,并将字串返回给客户端。

客户端的工作流程:首先调用socket函数创建一个Socket,填写服务器地址及端口号,从标准输入设备中取得字符串,将字符串传送给服务器端,并接收服务器端返回的字符串。最后关闭该socket。

最后,整篇文章的作用是让我们了解socket的一些原理以及底层基本的结构,其实iOS的socket实现是特别简单的,后续。

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