Linux网络协议栈(一)——Socket入门(1)

1、TCP/IP参考模型
为了实现各种网络的互连，国际标准化组织(ISO)制定了开放式系统互连(OSI)参考模型。尽管OSI的体系结构从理论上讲是比较完整的，但实际上，完全符合OSI各层协议的商用产品却很少进入市场。而使用TCP/IP 协议的产品却大量涌入市场，几乎所有的工作站都配有TCP/IP协议，使得TCP/IP 成为计算机网络的实际的国际标准。


2、套接字(socket) 
socket是操作系统的重要组成部分之一，它是网络应用程序的基础。从层次上来说，它位于应用层，是操作系统为应用程序员提供的API，通过它，应用程序可以访问传输层协议。
1、socket 位于传输层协议之上，屏蔽了不同网络协议之间的差异；
2、socket是网络编程的入口，它提供了大量的系统调用，构成了网络程序的主体；
3、在Linux系统中，socket属于文件系统的一部分，网络通信可以被看作是对文件的读取，使得我们对网络的控制和对文件的控制一样方便。

2.1、套接字地址
在传输层上，通信端点可由Internet上3个参数描述：所用的协议、IP地址和端口号。这些内容由sockaddr描述：

//usr/include/sys/socket.h
typedef unsigned short    sa_family_t;
//通用socket地址
struct sockaddr {
    sa_family_t    sa_family;    /* address family, AF_xxx,协议簇*/
    char        sa_data[14];    /* 14 bytes of protocol address    */
};

//usr/include/netinet/in.h
//INET地址簇的socket地址
struct in_addr {
                    __u32 s_addr;
};
struct sockaddr_in   {
   sa_family_t            sin_family;      /* Address family: AF_INET */
   unsigned short int     sin_port;        /* Port number,端口*/
   struct in_addr         sin_addr;        /* Internet address,IP地址*/

   /* Pad to size of 'struct sockaddr' . */
   unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) -
                          sizeof (sa_family_t) -
                          sizeof (uint16_t) -
                          sizeof (struct in_addr)];
};

Linux 支持的套接字地址族：

套接字地址族	描述
UNIX	UNIX 域套接字
INET	通过 TCP/IP 协议支持的 Internet 地址族
AX25	Amater radio X25
APPLETALK	Appletalk DDP
IPX	Novell IPX
X25	X25

Linux 所支持的BSD套接字类型：

BSD 套接字类型	描述
流（stream）	这种套接字提供了可靠的双向顺序数据流，可保证数据不会在传输过程中丢失、破坏或重复出现。流套接字通过 INET 地址族的 TCP 协议实现。
数据报（datagram）	这种套接字也提供双向的数据传输，但是并不对数据的传输提供担保，也就是说，数据可能会以错误的顺序传递，甚至丢失或破坏。这种类型的套接字通过 INET 地址族的UDP 协议实现。
原始（raw）	利用这种类型的套接字，进程可以直接访问底层协议（因此称为原始）。例如，可在某个以太网设备上打开原始套接字，然后获取原始的 IP 数据传输信息。
可靠发送的消息	和数据报套接字类似，但保证数据被正确传输到目的端。
顺序数据包	和流套接字类似，但数据包大小是固定的。
数据包（packet）	这并不是标准的 BSD 套接字类型，它是 Linux 专有的BSD 套接字扩展，可允许进程直接在设备级访问数据包。

  2.2、套接字操作
套接字(更确切的说是BSD套接字)为应用程序提供了基本的API，这些API是编写网络应用程序的基础。