Socket在英文中的意思是“凹槽（连接两个物品）”，和eyesocket一样，是“眼窝”的意思，也有“插座”的意思。在计算机科学中，套接字通常指连接的两个端点。这里的连接可以在同一台机器上，如unix域套接字，也可以在不同的机器上，如网络套接字。本文重点介绍最常用的网络套接字，包括其在网络模型中的地位、API编程范式、常见错误等，最后给出几个使用Python语言的套接字API实现的实际例子。Socket中文一般译为“套接字”。不得不说这是一个令人费解的翻译。没想到还有“xindaya”的翻译，所以这篇文章直接用英文表达。本文中的所有代码都可以在socket.py存储库中找到。概述Socket作为一个通用的技术规范，最初是伯克利大学于1983年为4.2BSDUnix提供的，后来逐渐演变为POSIX标准。SocketAPI是操作系统提供的编程接口，允许应用程序控制套接字技术的使用。在Unix哲学中，万物皆文件，所以socket和file的API用法非常相似：可以进行read、write、open、close等操作。目前的网络体系是分层的。理论上有OSI模型，工业上有TCP/IP协议簇。对比如下：每一层都有对应的协议，socketAPI不属于TCP/IP协议簇，而是操作系统提供的网络编程接口，工作在应用层和传输层之间：我们通常browse网站使用的http协议，用于收发邮件的smtp和imap都是基于socketAPI构建的。一个套接字包含两个必要的组成部分：地址，由ip和端口组成，如192.168.0.1:80。Protocol，socket使用的传输协议，目前有三种：TCP、UDP、rawIP。地址和协议可以确定一个套接字；一台机器上只允许存在一个相同的套接字。TCP53端口的套接字和UDP53端口的套接字是两个不同的套接字。根据socket传输数据的方式不同（使用不同的协议），可分为以下三种：Streamsockets，也称为“面向连接”的sockets，使用TCP协议。实际通信前需要连接，传输的数据没有特定的结构，所以高层协议需要自己定义数据分隔符，但它的优点是数据可靠。数据报套接字，也称为“无连接”套接字，使用UDP协议。在实际通信之前不需要连接。一个优点是UDP数据包本身是自定界的，也就是说每个数据包都标记了数据的开始和结束。缺点是数据不可靠。原始套接字通常用于路由器或其他网络设备。这种socket不经过TCP/IP协议簇中的传输层（transportlayer），直接从网际层（Internetlayer）通向应用层（Applicationlayer），所以此时，数据数据包将不包含tcp或udp标头信息。在PythonsocketAPIPython中，使用(ip,port)的元组表示socket的地址属性，使用AF_*表示协议类型。数据通信有两组动词可供选择：send/recv或read/write。read/write方式也被Java采用。此处对该方法不做过多解释，但需要注意的是：读写操作是一个带有缓冲区的“文件”，因此读写后需要调用flush。方法实际发送或读取数据，否则数据将保留在缓冲区中。TCPsocketTCPsocket比UDPsocket负责，因为它需要在连接前建立连接。具体如下：各个API的具体含义这里不再赘述，可以查看手册，这里是用Python语言实现的echoserver。#echo_server.py#coding=utf8importsocketsock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#设置SO_REUSEADDR后，socketsock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)sock.bind(('',5500))sock.listen(5)defhandler(client_sock,addr):print('newclientfrom%s:%s'%addr)msg=client_sock.recv(1024)client_sock.send(msg)client_sock.close()print('客户端[%s:%s]socketclosed'%addr)if__name__=='__main__':while1:client_sock,addr=sock.accept()handler(client_sock,addr)#echo_client.py#coding=utf8importsocketsock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)sock.connect(('',5500))sock.send('hellosocketworld')printsock.recv(1024)上面简单的echoserver代码有一点需要注意：SO_REUSEADDR是为服务器端的套接字设置为1。目的是立即使用处于TIME_WAIT状态的socket，那么TIME_WAIT是什么意思呢？后面在讲解tcp状态变化图的时候会详细介绍。UDPsocketUDPsocket服务端代码绑定后不需要调用listen方法。#udp_echo_server.py#coding=utf8importsocketsock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)#设置SO_REUSEADDR后，socketsock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)sock.bind(('',5500))#Nocalllistenif__name__=='__main__':while1:data,addr=sock.recvfrom(1024)print('newclientfrom%s:%s'%addr)sock.sendto(data,addr)#udp_echo_client.py#coding=utf8importsocketudp_server_addr=('',5500)if__name__=='__main__':sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)data_to_sent='helloudpsocket'try:sent=sock.sendto(data_to_sent,udp_server_addr)data,server=sock.recvfrom(1024)print('receivedata:[%s]from%s:%s'%((data,)+server))finally:sock.close()Commontrapignorereturn这个echoserver的例子由于篇幅限制，文章也忽略了返回值。网络通信是一个非常复杂的问题，通常无法保证通信双方的网络状态，发送/接收数据时极有可能失败或部分失败。所以有必要检查发送/接收函数的返回值。本文tcpechoclient发送数据时，正确的写法应该是：total_send=0content_length=len(data_to_sent)whiletotal_send
