計算機程序能夠相互聯網，相互通訊，這使一切都成為可能，這也是當今互聯網存在的基礎。那么程序是如何通過網絡相互通信的呢？這就是我記錄這系列的筆記的原因。C#語言從一開始就是為了互聯網而設計的，它為實現程序的相互通信提供了許多有用API，這類應用編程接口被稱為套接字(Socket)。在開始學習C# Socket之前我們需要先來了解一下基本的術語和概念。
閱讀目錄：
1.計算機網絡
計算機網絡由一組通過通信信道(Communication channel)相互連接的機器組成。這些機器被稱為:主機(hosts)和路由器(routers):
- 通信信道 —— 是將字節序列從一個主機傳輸到另一個主機的一種手段(有線、無線(WiFi)等方式)。
- 主機 —— 作用是運行程序的計算機。
- 路由器 —— 作用是將信息從一個通信信道傳遞或轉發到另一個通信信道。
TCP/IP網絡通信流程圖:
2.分組報文
- 分組報文 —— 在網絡環境中由程序創建和解釋的字節序列。
3.協議
協議相當於相互通信的一種約定，協議規定了分組報文的交換方式和它們包含意義。
互聯網所使用的協議是 TCP/IP 協議，TCP/IP 協議族主要包括:
- IP 協議(Internet Protocol,互聯網協議)
- TCP 協議(Transmission Control Protocol,傳輸控制協議)
- UDP 協議(User Datagram Protocol,用戶數據報協議)
- IP 協議 —— 是TCP/IP協議中唯一屬於網絡層的協議。將數據從一台主機傳輸到另一台主機。
- IP 協議 —— 提供了一種數據服務:每組分組報文都有網絡獨立處理和分發，類似於信件或包裹通過郵政系統發送一樣。
- IP 協議 —— 是一個"盡力而為"(best-effort)的協議:它試圖分發每一個分組報文，在網絡傳輸過程中，偶爾也會發生丟失報文是報文順序打亂，或者重復發送報文的情況。
在IP協議層之上是傳輸層(transport layer),它提供了兩種可選的協議:TCP協議和UDP協議，兩種協議都建立在IP層所提供的服務基礎上，二者也被稱為"端到端傳輸協議(end-to-end transport protocol)"根據應用程序協議(Application protocol)的不同需求,使用了不同的方式傳輸數據。二者都有一個共同的功能:尋址。TCP協議和UDP協議使用的地址叫做端口號(port number)，是用來區分同一主機不同應用程序的。
TCP協議能夠檢測和恢復IP層提供的主機到主機的信道中可能發生的報文丟失、重復以及其他錯誤。TCP協議是一種面向連接(connection oriented)協議:在使用它進行通信之前，兩個應用程序之間首先要建立一個TCP連接，這涉及兩台相互通信的主機的TCP部件間完成的握手消息(handshake message)的交換。
UDP協議並不嘗試對IP層產生的錯誤進行修復，它僅僅簡單拓展了IP協議，"盡力而為"的數據服務，使它能夠在應用程序之間工作，而不是在主機之間工作。使用UDP協議的應用程序需要對處理報文丟失、順序混亂等問題做好准備。
4.網絡地址
在TCP/IP協議中，有兩部分信息用來定位一個指定的程序：互聯網地址(Internet address)和端口號(port number，范圍1-65535)。前者由IP協議使用，后者由傳輸協議(TCP/UDP)對其進行解析。
互聯網地址有二進制數字組成，有兩種形式：IPv4(32位)和IPv6(128位)。為了方便使用，兩個版本的IP協議有不同的表示方法:
- IPv4地址被表示為一組為4個十進制數，每兩個數之間用圓點隔開，這種表示方法叫做:點分形式(dotted-quad)。
- IPv6地址的16個字節由幾組16進制的數字表示，這些十六進制數之間有分號隔開，每組數字分別代表了地址中的兩個字節。
回環地址(loopback address)是被分配的一個特殊的回環接口(loopback interface),回環接口是一種虛擬設備，它的功能只是簡單的把發送給它的報文立即返回給發送者。如IPv4中的:127.0.0.1
5.域名系統(Domain Name System,DNS)和本地配置數據庫
DNS是一種分布式數據庫，它將向www.baidu.com這樣的域名映射到真實的互聯網地址和其他信息上。DNS協議允許連接到互聯網的主機通過TCP或者UDP協議從DNS數據庫獲取信息。
本地配置數據庫通常是一種與具體操作系統相關的機制，用來實現本地與互聯網地址的映射。
6.客戶端和服務器
客戶端(client)和服務器(server)這兩個術語分別代表了兩種角色:
- 客戶端是通信的發起者，而服務器程序則被動等待客戶端發起通信，並對其作出響應。
- 客戶端和服務器組成了應用程序。
7.什么是Socket(套接字)
Socket(套接字)是一種抽象層，應用程序通過它來發送和接受數據，就像應用程序打開一個文件句柄，將數據讀寫到穩定的存儲器上一樣。
在TCP/IP協議族中的主要Socket類型為:
- 流套接字(stream socket):傳輸層使用TCP協議，提供了一個可信賴的字節流服務
- 數據報套接字(datagram socket):傳輸層使用UDP協議，提供了一個"盡力而為"的數據報服務，最長一次可以發送65500個字節的數據。
參考資料:《TCP/IP Socket in Java》
作者：晴天豬
出處：http://www.cnblogs.com/IPrograming
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