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。
那么，這兩台計算機之間用什么傳輸數據呢？首先你肯定先需要物理連接嘛。
在此基礎上，只需要考慮如何編寫數據傳輸程序。看似很麻煩，但實際上這點不用愁，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。
一、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。
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。
例如我們每天瀏覽網頁、QQ 聊天、收發 email 等等。
二、socket 套接字的分類
這個世界上有很多種套接字，Internet 套接字、Unix套接字、X.25 套接字等。
這里我們討論 Internet 套接字，它是最具代表性的，也是最經典最常用的。我們經常提及的套接字，基本也都是指 Internet 套接字。
根據數據的傳輸方式，可以將 Internet 套接字分成兩種類型。
通過 socket() 函數創建連接時，必須告訴它使用哪種數據傳輸方式。
1、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。
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（有的說法也稱“不存在數據邊界”）。
可以將 SOCK_STREAM 想象成一條傳輸帶，只要傳輸帶本身沒有問題（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？
假設傳輸帶傳送的是水果，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。
2、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（也稱為“存在數據邊界”）。
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。
三、代碼方式創建socket
在 Python 中 使用socket 模塊的函數 socket 就可以完成：
import socket
socket.socket(AddressFamily, Type)
說明：
函數 socket.socket 創建一個 socket，該函數帶有兩個參數：
- Address Family：可以選擇 AF_INET（用於 Internet 進程間通信） 或者 AF_UNIX（用於同一台機器進程間通信）,實際工作中常用AF_INET
- Type：套接字類型，可以是 SOCK_STREAM（流式套接字，主要用於 TCP 協議）或者 SOCK_DGRAM（數據報套接字，主要用於 UDP 協議）
以下我們稍微簡略地用 python 表達下套接字的代碼寫法。
1、創建一個tcp socket（tcp套接字）
import socket
#創建tcp的套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# ...這里是使用套接字的功能（省略）...
# 不用的時候，關閉套接字
s.close()
2、創建一個udp socket（udp套接字）
import socket
# 創建udp的套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# ...這里是使用套接字的功能（省略）...
# 不用的時候，關閉套接字
s.close()
說明:
套接字使用流程與文件的使用流程很類似，三部曲：創建套接字，使用套接字收/發數據，關閉套接字。
