一、网络中进程之间的通信方法？
本地进程间通信(IPC )有多种方式，但可以分为以下四类：
1、消息传递(流水线、FIFO、消息队列) )。
2、同步(互斥量、条件变量、读写锁定、文件和写记录锁定、信号量) ) )。
3、共享内存(匿名和命名) ) ) ) ) )。
4、远程过程调用(Solaris门和Sun RPC ) )。
但是，这些不是本文的主题！ 我们讨论的是网络中进程之间的通信方法吗？ 首要解决的问题是如何识别唯一的进程，否则就无法通信！ 在本地，进程PID可以唯一标识进程，而在网络上则不能。 其实TCP/ip协议家族解决了这个问题。 网络层的“IP地址”可以唯一地标识网络中的主机，传输层的“协议端口”可以唯一地标识主机中的APP应用程序(进程)。 这样，可以使用三组(ip地址、协议、端口)来标识网络进程，并且网络中的进程通信可以利用该标志与其他进程交互。
使用TCP/IP协议的APP应用程序通常使用UNIX BSD上的套接字和UNIX系统v上的名为TLI的APP应用程序编程接口来实现网络进程之间的通信。 现在大多数APP应用程序都采用套接字，但现在是网络时代，网络中的进程通信无处不在。 所以，说“都是插座”。
2、插座是什么？
上面我们知道网络中的进程通过套接字进行通信，但什么是套接字呢？ socket起源于Unix，但Unix/Linux的基本哲学之一是“所有文件”，可以在“打开-打开-读写-write/read关闭-close”模式下操作。 我的理解是，套接字是该模式的实现，套接字是特殊文件，一些套接字函数是对它的操作(读/写、打开、关闭)。 这些函数将在后面描述。
socket一词的起源：在组网领域的首次使用是在1970年2月12日发表的文献IETF RFC33中发现的，笔者为Stephen Carr、Steve Crocker、Vint Cerf。 据美国计算机历史博物馆报道，Croker写道。 “命名空间的元素称为套接字接口。 套接字接口构成连接的一端，连接完全由一对套接字接口定义。 ”计算机历史博物馆补充说：“这比BSD的插座接口定义早了约12年。”
3、插座的基本操作
套接字是“打开-写入/读取-关闭”模式的实现，因此套接字提供了与这些操作对应的函数接口。 以TCP为例，介绍一些基本的套接字接口函数。
3.1、套接字()函数) )创建套接字) ) ) ) ) ) ) )。
intsocket (int域，int类型，int协议)；
套接字函数对应于打开普通文件的操作。 常规打开文件操作返回文件描述符，但用于创建套接字(是唯一标识套接字的套接字描述符) socket descriptor。 该套接字描述符和文档描述符一样，也用于后续的操作，将其作为参数，通过它进行读写操作。 可以打开不同的文件，就像传递给fopen的不同参数值一样。 创建套接字时，也可以指定不同的参数来创建不同的套接字描述符。 套接字函数的三个参数如下：
域(协议域，也称为协议族(family ) )。 常用的协议族包括AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL (或AF_Unix、UNIX域套接字)、AF_ROUTE等。 协议家族必须决定套接字的地址类型，通信中必须采用对应的地址。 例如，AF_INET是ipv4地址(32位的)和端口号(16位的)的组合，AF_UNIX决定将绝对路径名用作地址。
类型：指定套接字类型。 常用的socket类型有SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等。 (套接字的类型是什么？ 请参阅。
protocol :旧名的意思是指定协议。 经常使用的协议是IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，分别是TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议(我们将单独讨论这个协议！ 请参阅。
注意：上述类型和协议不是自由组合的。 例如，SOCK_STREAM不能与IPPROTO_UDP结合使用。 如果协议为0，则自动选择与类型对应的默认协议。
调用套接字创建套接字时，返回的套接字描述符存在于协议系列(address family，AF_XXX )空间中，但没有特定的地址。 要分配地址，必须调用bind (函数。 否则，在调用connect )、listen ) )时会自动随机分配端口。
3.2、bind (函数
如上所述，bind ) )函数将地址系列中的特定地址分配给套接字。 例如对应于AF_INET、AF_I
NET6就是把一个ipv4或ipv6地址和端口号组合赋给socket。int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
函数的三个参数分别为：
sockfd：即socket描述字，它是通过socket()函数创建了，唯一标识一个socket。bind()函数就是将给这个描述字绑定一个名字。
addr：一个const struct sockaddr *指针，指向要绑定给sockfd的协议地址。这个地址结构根据地址创建socket时的地址协议族的不同而不同，如ipv4对应的是：
struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */
in_port_t sin_port; /* port in network byte order */
struct in_addr sin_addr; /* internet address */
};
/* Internet address. */
struct in_addr {
uint32_t s_addr; /* address in network byte order */
};
ipv6对应的是：
struct sockaddr_in6 {
sa_family_t sin6_family; /* AF_INET6 */
in_port_t sin6_port; /* port number */
uint32_t sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */
struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */
uint32_t sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */
};
struct in6_addr {
unsigned char s6_addr[16]; /* IPv6 address */
};
addrlen：对应的是地址的长度。
通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的地址(如ip地址+端口号)，用于提供服务，客户就可以通过它来接连服务器；而客户端就不用指定，有系统自动分配一个端口号和自身的ip地址组合。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind()，而客户端就不会调用，而是在connect()时由系统随机生成一个。
3.3、网络字节序与主机字节序
主机字节序：就是我们平常说的大端和小端模式：不同的CPU有不同的字节序类型，这些字节序是指整数在内存中保存的顺序，这个叫做主机序。引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下：
a) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
网络字节序：4个字节的32 bit值以下面的次序传输：首先是0～7bit，其次8～15bit，然后16～23bit，最后是24~31bit。这种传输次序称作大端字节序。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序，因此它又称作网络字节序。字节序，顾名思义字节的顺序，就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序，一个字节的数据没有顺序的问题了。所以：在将一个地址绑定到socket的时候，请先将主机字节序转换成为网络字节序，而不要假定主机字节序跟网络字节序一样使用的是Big-Endian。由于这个问题曾引发过血案！公司项目代码中由于存在这个问题，导致了很多莫名其妙的问题，所以请谨记对主机字节序不要做任何假定，务必将其转化为网络字节序再赋给socket。
3.4、listen()、connect()函数
如果作为一个服务器，在调用socket()、bind()之后就会调用listen()来监听这个socket，如果客户端这时调用connect()发出连接请求，服务器端就会接收到这个请求。
int listen(int sockfd, int backlog);
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
listen函数的第一个参数即为要监听的socket描述字，第二个参数为相应socket可以排队的最大连接个数。socket()函数创建的socket默认是一个主动类型的，listen函数将socket变为被动类型的，等待客户的连接请求。
connect函数的第一个参数即为客户端的socket描述字，第二参数为服务器的socket地址，第三个参数为socket地址的长度。客户端通过调用connect函数来建立与TCP服务器的连接。
3.5、accept()函数
TCP服务器端依次调用socket()、bind()、listen()之后，就会监听指定的socket地址了。TCP客户端依次调用socket()、connect()之后就想TCP服务器发送了一个连接请求。TCP服务器监听到这个请求之后，就会调用accept()函数取接收请求，这样连接就建立好了。之后就可以开始网络I/O操作了，即类同于普通文件的读写I/O操作。
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
accept函数的第一个参数为服务器的socket描述字，第二个参数为指向struct sockaddr *的指针，用于返回客户端的协议地址，第三个参数为协议地址的长度。如果accpet成功，那么其返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字，代表与返回客户的TCP连接。
注意：accept的第一个参数为服务器的socket描述字，是服务器开始调用socket()函数生成的，称为监听socket描述字；而accept函数返回的是已连接的socket描述字。一个服务器通常通常仅仅只创建一个监听socket描述字，它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建了一个已连接socket描述字，当服务器完成了对某个客户的服务，相应的已连接socket描述字就被关闭。
3.6、read()、write()等函数
万事具备只欠东风，至此服务器与客户已经建立好连接了。可以调用网络I/O进行读写操作了，即实现了网咯中不同进程之间的通信！网络I/O操作有下面几组：
read()/write()
recv()/send()
readv()/writev()
recvmsg()/sendmsg()
recvfrom()/sendto()
开发语言不同可能读写函数也就不同，只要把自己想要发送的消息，以字节流的方式写入Socket或者从Socket读出来即可实现网络的I/O操作。
3.7、close()函数
在服务器与客户端建立连接之后，会进行一些读写操作，完成了读写操作就要关闭相应的socket描述字，好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。
#include
int close(int fd);
close一个TCP socket的缺省行为时把该socket标记为以关闭，然后立即返回到调用进程。该描述字不能再由调用进程使用，也就是说不能再作为read或write的第一个参数。
注意：close操作只是使相应socket描述字的引用计数-1，只有当引用计数为0的时候，才会触发TCP客户端向服务器发送终止连接请求。
4、socket中TCP的三次握手建立连接详解
SYN表示建立连接，
FIN表示关闭连接，
ACK表示响应，
PSH表示有 DATA数据传输，
RST表示连接重置。
我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”，即交换三个分组。大致流程如下：
客户端向服务器发送一个SYN J
服务器向客户端响应一个SYN K，并对SYN J进行确认ACK J+1
客户端再想服务器发一个确认ACK K+1
只有就完了三次握手，但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢？请看下图：
图1、socket中发送的TCP三次握手
从图中可以看出，当客户端调用connect时，触发了连接请求，向服务器发送了SYN J包，这时connect进入阻塞状态；服务器监听到连接请求，即收到SYN J包，调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ，ACK J+1，这时accept进入阻塞状态；客户端收到服务器的SYN K ，ACK J+1之后，这时connect返回，并对SYN K进行确认；服务器收到ACK K+1时，accept返回，至此三次握手完毕，连接建立。
5、socket中TCP的四次握手释放连接详解
上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程，及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程，请看下图：
图2、socket中发送的TCP四次握手
图示过程如下：
某个应用进程首先调用close主动关闭连接，这时TCP发送一个FIN M；
另一端接收到FIN M之后，执行被动关闭，对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程，因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据；
一段时间之后，接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N；
接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。
这样每个方向上都有一个FIN和ACK。
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