对tcp/ip、udp、socket编程这些词你不会很陌生吧?随着网络技术的发展,这些词充斥着我们的耳朵。那么我想问:
1.什么是tcp/ip、udp?
2.socket在哪里呢?
3.socket是什么呢?
4.你会使用它们吗?
什么是tcp/ip、udp?
tcp/ip(transmission control protocol/internet protocol)即传输控制协议/网间协议,是一个工业标准的协议集,它是为广域网(wans)设计的。
udp(user data protocol,用户数据报协议)是与tcp相对应的协议。它是属于tcp/ip协议族中的一种。
这里有一张图,表明了这些协议的关系。
tcp/ip协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道tcp/ip与udp的关系了吧。
socket在哪里呢?
在图1中,我们没有看到socket的影子,那么它到底在哪里呢?还是用图来说话,一目了然。
原来socket在这里。
socket是什么呢?
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。在设计模式中,socket其实就是一个门面模式,它把复杂的tcp/ip协议族隐藏在socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让socket去组织数据,以符合指定的协议。
你会使用它们吗?
前人已经给我们做了好多的事了,网络间的通信也就简单了许多,但毕竟还是有挺多工作要做的。以前听到socket编程,觉得它是比较高深的编程知识,但是只要弄清socket编程的工作原理,神秘的面纱也就揭开了。
一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友,先拨号,朋友听到电话铃声后提起电话,这时你和你的朋友就建立起了连接,就可以讲话了。等交流结束,挂断电话结束此次交谈。 生活中的场景就解释了这工作原理,也许tcp/ip协议族就是诞生于生活中,这也不一定。
先从服务器端说起。服务器端先初始化socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束。
socket相关函数:
----------------------------------------------------------------------------------------------
socket_accept() 接受一个socket连接
socket_bind() 把socket绑定在一个ip地址和端口上
socket_clear_error() 清除socket的错误或者最后的错误代码
socket_close() 关闭一个socket资源
socket_connect() 开始一个socket连接
socket_create_listen() 在指定端口打开一个socket监听
socket_create_pair() 产生一对没有区别的socket到一个数组里
socket_create() 产生一个socket,相当于产生一个socket的数据结构
socket_get_option() 获取socket选项
socket_getpeername() 获取远程类似主机的ip地址
socket_getsockname() 获取本地socket的ip地址
socket_iovec_add() 添加一个新的向量到一个分散/聚合的数组
socket_iovec_alloc() 这个函数创建一个能够发送接收读写的iovec数据结构
socket_iovec_delete() 删除一个已经分配的iovec
socket_iovec_fetch() 返回指定的iovec资源的数据
socket_iovec_free() 释放一个iovec资源
socket_iovec_set() 设置iovec的数据新值
socket_last_error() 获取当前socket的最后错误代码
socket_listen() 监听由指定socket的所有连接
socket_read() 读取指定长度的数据
socket_readv() 读取从分散/聚合数组过来的数据
socket_recv() 从socket里结束数据到缓存
socket_recvfrom() 接受数据从指定的socket,如果没有指定则默认当前socket
socket_recvmsg() 从iovec里接受消息
socket_select() 多路选择
socket_send() 这个函数发送数据到已连接的socket
socket_sendmsg() 发送消息到socket
socket_sendto() 发送消息到指定地址的socket
socket_set_block() 在socket里设置为块模式
socket_set_nonblock() socket里设置为非块模式
socket_set_option() 设置socket选项
socket_shutdown() 这个函数允许你关闭读、写、或者指定的socket
socket_strerror() 返回指定错误号的详细错误
socket_write() 写数据到socket缓存
socket_writev() 写数据到分散/聚合数组
案例一:socket通信演示
服务器端:
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<?php
//确保在连接客户端时不会超时
set_time_limit(0);
$ip = '127.0.0.1' ;
$port = 1935;
/*
+-------------------------------
* @socket通信整个过程
+-------------------------------
* @socket_create
* @socket_bind
* @socket_listen
* @socket_accept
* @socket_read
* @socket_write
* @socket_close
+--------------------------------
*/
/*---------------- 以下操作都是手册上的 -------------------*/
if (( $sock = socket_create(af_inet,sock_stream,sol_tcp)) < 0) {
echo "socket_create() 失败的原因是:" .socket_strerror( $sock ). "\n" ;
}
if (( $ret = socket_bind( $sock , $ip , $port )) < 0) {
echo "socket_bind() 失败的原因是:" .socket_strerror( $ret ). "\n" ;
}
if (( $ret = socket_listen( $sock ,4)) < 0) {
echo "socket_listen() 失败的原因是:" .socket_strerror( $ret ). "\n" ;
}
$count = 0;
do {
if (( $msgsock = socket_accept( $sock )) < 0) {
echo "socket_accept() failed: reason: " . socket_strerror( $msgsock ) . "\n" ;
break ;
} else {
//发到客户端
$msg = "测试成功!\n" ;
socket_write( $msgsock , $msg , strlen ( $msg ));
echo "测试成功了啊\n" ;
$buf = socket_read( $msgsock ,8192);
$talkback = "收到的信息:$buf\n" ;
echo $talkback ;
if (++ $count >= 5){
break ;
};
}
//echo $buf;
socket_close( $msgsock );
} while (true);
socket_close( $sock );
?>
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这是socket的服务端代码。然后运行cmd,注意是自己的程序存放路径啊。
没有反映,对现在服务端的程序已经开始运行,端口已经开始监听了。运行netstat -ano可以查看端口情况,我的是1935端口
看,端口已经处于listening状态了。接下来我们只要运行客户端程序即可连接上。上代码
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<?php
error_reporting (e_all);
set_time_limit(0);
echo "<h2>tcp/ip connection</h2>\n" ;
$port = 1935;
$ip = "127.0.0.1" ;
/*
+-------------------------------
* @socket连接整个过程
+-------------------------------
* @socket_create
* @socket_connect
* @socket_write
* @socket_read
* @socket_close
+--------------------------------
*/
$socket = socket_create(af_inet, sock_stream, sol_tcp);
if ( $socket < 0) {
echo "socket_create() failed: reason: " . socket_strerror( $socket ) . "\n" ;
} else {
echo "ok.\n" ;
}
echo "试图连接 '$ip' 端口 '$port'...\n" ;
$result = socket_connect( $socket , $ip , $port );
if ( $result < 0) {
echo "socket_connect() failed.\nreason: ($result) " . socket_strerror( $result ) . "\n" ;
} else {
echo "连接ok\n" ;
}
$in = "ho\r\n" ;
$in .= "first blood\r\n" ;
$out = '' ;
if (!socket_write( $socket , $in , strlen ( $in ))) {
echo "socket_write() failed: reason: " . socket_strerror( $socket ) . "\n" ;
} else {
echo "发送到服务器信息成功!\n" ;
echo "发送的内容为:<font color='red'>$in</font> <br>" ;
}
while ( $out = socket_read( $socket , 8192)) {
echo "接收服务器回传信息成功!\n" ;
echo "接受的内容为:" , $out ;
}
echo "关闭socket...\n" ;
socket_close( $socket );
echo "关闭ok\n" ;
?>
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至此客户端已经连接上服务端了。
案例二:代码详解
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// 设置一些基本的变量
$host = "192.168.1.99" ;
$port = 1234;
// 设置超时时间
set_time_limit(0);
// 创建一个socket
$socket = socket_create(af_inet, sock_stream, 0) or die ( "could not createsocket\n" );
//绑定socket到端口
$result = socket_bind( $socket , $host , $port ) or die ( "could not bind tosocket\n" );
// 开始监听链接
$result = socket_listen( $socket , 3) or die ( "could not set up socketlistener\n" );
// accept incoming connections
// 另一个socket来处理通信
$spawn = socket_accept( $socket ) or die ( "could not accept incomingconnection\n" );
// 获得客户端的输入
$input = socket_read( $spawn , 1024) or die ( "could not read input\n" );
// 清空输入字符串
$input = trim( $input );
//处理客户端输入并返回结果
$output = strrev ( $input ) . "\n" ;
socket_write( $spawn , $output , strlen ( $output )) or die ("could not write
output\n");
// 关闭sockets
socket_close( $spawn );
socket_close( $socket );
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下面是其每一步骤的详细说明:
1.第一步是建立两个变量来保存socket运行的服务器的ip地址和端口.你可以设置为你自己的服务器和端口(这个端口可以是1到65535之间的数字),前提是这个端口未被使用.
// 设置两个变量
$host = "192.168.1.99";
$port = 1234;
2.在服务器端可以使用set_time_out()函数来确保php在等待客户端连接时不会超时.
// 超时时间
set_time_limit(0);
3.在前面的基础上,现在该使用socket_creat()函数创建一个socket了—这个函数返回一个socket句柄,这个句柄将用在以后所有的函数中.
// 创建socket
$socket = socket_create(af_inet, sock_stream, 0) or die("could not create
socket\n");
第一个参数”af_inet”用来指定域名;
第二个参数”sock_strem”告诉函数将创建一个什么类型的socket(在这个例子中是tcp类型)
因此,如果你想创建一个udp socket的话,你可以使用如下的代码:
// 创建 socket
$socket = socket_create(af_inet, sock_dgram, 0) or die("could not create
socket\n");
4.一旦创建了一个socket句柄,下一步就是指定或者绑定它到指定的地址和端口.这可以通过socket_bind()函数来完成.
// 绑定 socket to 指定地址和端口
$result = socket_bind($socket, $host, $port) or die("could not bind to
socket\n");
5.当socket被创建好并绑定到一个端口后,就可以开始监听外部的连接了.php允许你由socket_listen()函数来开始一个监听,同时你可以指定一个数字(在这个例子中就是第二个参数:3)
// 开始监听连接
$result = socket_listen($socket, 3) or die("could not set up socket
listener\n");
6.到现在,你的服务器除了等待来自客户端的连接请求外基本上什么也没有做.一旦一个客户端的连接被收到,socket_accept()函数便开始起作用了,它接收连接请求并调用另一个子socket来处理客户端–服务器间的信息.
//接受请求链接
// 调用子socket 处理信息
$spawn = socket_accept($socket) or die("could not accept incoming
connection\n");
这个子socket现在就可以被随后的客户端–服务器通信所用了.
7.当一个连接被建立后,服务器就会等待客户端发送一些输入信息,这写信息可以由socket_read()函数来获得,并把它赋值给php的$input变量.
// 读取客户端输入
$input = socket_read($spawn, 1024) or die("could not read input\n");
?>
socker_read的第而个参数用以指定读入的字节数,你可以通过它来限制从客户端获取数据的大小.
注意:socket_read函数会一直读取壳户端数据,直到遇见\n,\t或者\0字符.php脚本把这写字符看做是输入的结束符.
8.现在服务器必须处理这些由客户端发来是数据(在这个例子中的处理仅仅包含数据的输入和回传到客户端).这部分可以由socket_write()函数来完成(使得由通信socket发回一个数据流到客户端成为可能)
// 处理客户端输入并返回数据
$output = strrev($input) . "\n";
socket_write($spawn, $output, strlen ($output)) or die("could not write
output\n");
9.一旦输出被返回到客户端,父/子socket都应通过socket_close()函数来终止
// 关闭 sockets
socket_close($spawn);
socket_close($socket);