網絡編程就是編寫程序使兩台聯網的計算機相互交換數據。這就是全部內容了嗎？是的！網絡編程要比想象中的簡單許多。
那么，這兩台計算機之間用什么傳輸數據呢？首先需要物理連接。如今大部分計算機都已經連接到互聯網，因此不用擔心這一點。
在此基礎上，只需要考慮如何編寫數據傳輸程序。但實際上這點也不用愁，因為操作系統已經提供了 socket。即使對網絡數據傳輸的原理不太熟悉，我們也能通過 socket 來編程。
什么是 socket？
socket 的原意是“插座”，在計算機通信領域，socket 被翻譯為“套接字”，它是計算機之間進行通信的一種約定或一種方式。通過 socket 這種約定，一台計算機可以接收其他計算機的數據，也可以向其他計算機發送數據。
我們把插頭插到插座上就能從電網獲得電力供應，同樣，為了與遠程計算機進行數據傳輸，需要連接到因特網，而 socket 就是用來連接到因特網的工具。
socket 的典型應用就是 Web 服務器和瀏覽器：瀏覽器獲取用戶輸入的 URL，向服務器發起請求，服務器分析接收到的 URL，將對應的網頁內容返回給瀏覽器，瀏覽器再經過解析和渲染，就將文字、圖片、視頻等元素呈現給用戶。
學習 socket，也就是學習計算機之間如何通信，並編寫出實用的程序。
UNIX/Linux 中的 socket 是什么？
在 UNIX/Linux 系統中，為了統一對各種硬件的操作，簡化接口，不同的硬件設備也都被看成一個文件。對這些文件的操作，等同於對磁盤上普通文件的操作。
你也許聽很多高手說過，UNIX/Linux 中的一切都是文件！那個家伙說的沒錯。
為了表示和區分已經打開的文件，UNIX/Linux 會給每個文件分配一個 ID，這個 ID 就是一個整數，被稱為文件描述符（File Descriptor）。例如：
- 通常用 0 來表示標准輸入文件（stdin），它對應的硬件設備就是鍵盤；
- 通常用 1 來表示標准輸出文件（stdout），它對應的硬件設備就是顯示器。
UNIX/Linux 程序在執行任何形式的 I/O 操作時，都是在讀取或者寫入一個文件描述符。一個文件描述符只是一個和打開的文件相關聯的整數，它的背后可能是一個硬盤上的普通文件、FIFO、管道、終端、鍵盤、顯示器，甚至是一個網絡連接。
請注意，網絡連接也是一個文件，它也有文件描述符！你必須理解這句話。
我們可以通過 socket() 函數來創建一個網絡連接，或者說打開一個網絡文件，socket() 的返回值就是文件描述符。有了文件描述符，我們就可以使用普通的文件操作函數來傳輸數據了，例如：
- 用 read() 讀取從遠程計算機傳來的數據；
- 用 write() 向遠程計算機寫入數據。
你看，只要用 socket() 創建了連接，剩下的就是文件操作了，網絡編程原來就是如此簡單！
WIndow 系統中的 socket 是什么？
Windows 也有類似“文件描述符”的概念，但通常被稱為“文件句柄”。因此，本教程如果涉及 Windows 平台將使用“句柄”，如果涉及 Linux 平台則使用“描述符”。
與 UNIX/Linux 不同的是，Windows 會區分 socket 和文件，Windows 就把 socket 當做一個網絡連接來對待，因此需要調用專門針對 socket 而設計的數據傳輸函數，針對普通文件的輸入輸出函數就無效了
套接字有哪些類型？socket有哪些類型？
先介紹主要的兩種：
流格式套接字（SOCK_STREAM）
流格式套接字（Stream Sockets）也叫“面向連接的套接字”，在代碼中使用 SOCK_STREAM 表示。
SOCK_STREAM 是一種可靠的、雙向的通信數據流，數據可以准確無誤地到達另一台計算機，如果損壞或丟失，可以重新發送。
流格式套接字有自己的糾錯機制，在此我們就不討論了。
SOCK_STREAM 有以下幾個特征：
- 數據在傳輸過程中不會消失；
- 數據是按照順序傳輸的；
- 數據的發送和接收不是同步的（有的教程也稱“不存在數據邊界”）。
可以將 SOCK_STREAM 比喻成一條傳送帶，只要傳送帶本身沒有問題（不會斷網），就能保證數據不丟失；同時，較晚傳送的數據不會先到達，較早傳送的數據不會晚到達，這就保證了數據是按照順序傳遞的
為什么流格式套接字可以達到高質量的數據傳輸呢？這是因為它使用了 TCP 協議（The Transmission Control Protocol，傳輸控制協議），TCP 協議會控制你的數據按照順序到達並且沒有錯誤。
你也許見過 TCP，是因為你經常聽說“TCP/IP”。TCP 用來確保數據的正確性，IP（Internet Protocol，網絡協議）用來控制數據如何從源頭到達目的地，也就是常說的“路由”。
那么，“數據的發送和接收不同步”該如何理解呢？
假設傳送帶傳送的是水果，接收者需要湊齊 100 個后才能裝袋，但是傳送帶可能把這 100 個水果分批傳送，比如第一批傳送 20 個，第二批傳送 50 個，第三批傳送 30 個。接收者不需要和傳送帶保持同步，只要根據自己的節奏來裝袋即可，不用管傳送帶傳送了幾批，也不用每到一批就裝袋一次，可以等到湊夠了 100 個水果再裝袋。
流格式套接字的內部有一個緩沖區（也就是字符數組），通過 socket 傳輸的數據將保存到這個緩沖區。接收端在收到數據后並不一定立即讀取，只要數據不超過緩沖區的容量，接收端有可能在緩沖區被填滿以后一次性地讀取，也可能分成好幾次讀取。
也就是說，不管數據分幾次傳送過來，接收端只需要根據自己的要求讀取，不用非得在數據到達時立即讀取。傳送端有自己的節奏，接收端也有自己的節奏，它們是不一致的。
流格式套接字有什么實際的應用場景嗎？瀏覽器所使用的 http 協議就基於面向連接的套接字，因為必須要確保數據准確無誤，否則加載的 HTML 將無法解析。
數據報格式套接字（SOCK_DGRAM）
數據報格式套接字（Datagram Sockets）也叫“無連接的套接字”，在代碼中使用 SOCK_DGRAM 表示。
計算機只管傳輸數據，不作數據校驗，如果數據在傳輸中損壞，或者沒有到達另一台計算機，是沒有辦法補救的。也就是說，數據錯了就錯了，無法重傳。
因為數據報套接字所做的校驗工作少，所以在傳輸效率方面比流格式套接字要高。
可以將 SOCK_DGRAM 比喻成高速移動的摩托車快遞，它有以下特征：
- 強調快速傳輸而非傳輸順序；
- 傳輸的數據可能丟失也可能損毀；
- 限制每次傳輸的數據大小；
- 數據的發送和接收是同步的（有的教程也稱“存在數據邊界”）。
眾所周知，速度是快遞行業的生命。用摩托車發往同一地點的兩件包裹無需保證順序，只要以最快的速度交給客戶就行。這種方式存在損壞或丟失的風險，而且包裹大小有一定限制。因此，想要傳遞大量包裹，就得分配發送。
另外，用兩輛摩托車分別發送兩件包裹，那么接收者也需要分兩次接收，所以“數據的發送和接收是同步的”；換句話說，接收次數應該和發送次數相同。
總之，數據報套接字是一種不可靠的、不按順序傳遞的、以追求速度為目的的套接字。
數據報套接字也使用 IP 協議作路由，但是它不使用 TCP 協議，而是使用 UDP 協議（User Datagram Protocol，用戶數據報協議）。
QQ 視頻聊天和語音聊天就使用 SOCK_DGRAM 來傳輸數據，因為首先要保證通信的效率，盡量減小延遲，而數據的正確性是次要的，即使丟失很小的一部分數據，視頻和音頻也可以正常解析，最多出現噪點或雜音，不會對通信質量有實質的影響。
注意：SOCK_DGRAM 沒有想象中的糟糕，不會頻繁的丟失數據，數據錯誤只是小概率事件。