Socket(套接字)是计算机网络中用于实现不同主机上进程通信的端点。它由两部分组成:IP地址和端口号。
一、IP地址
IP地址(Internet Protocol Address)是用于标识互联网上设备的地址。每个连接到互联网的设备都需要一个唯一的IP地址,以便其他设备能够找到并与之通信。
IP地址分为两大类:IPv4和IPv6。
(1)IPv4地址
IPv4地址由32位二进制数组成,通常用点分十进制表示,如192.168.1.1。IPv4地址分为五类:A、B、C、D和E。其中,A、B和C类用于普通网络,D类用于多播,E类用于实验。
A类地址:范围从1.0.0.0到126.0.0.0,用于大型网络,如互联网服务提供商(ISP)。
B类地址:范围从128.0.0.0到191.255.0.0,用于中型网络,如大型企业。
C类地址:范围从192.0.0.0到223.255.255.0,用于小型网络,如家庭和小型企业。
D类地址:范围从224.0.0.0到239.255.255.255,用于多播。
E类地址:范围从240.0.0.0到255.255.255.255,用于实验。
(2)IPv6地址
IPv6地址由128位二进制数组成,通常用冒号分隔的十六进制表示,如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。IPv6地址具有更大的地址空间,可以支持更多的设备连接到互联网。
IP地址可以通过以下三种方式配置:
(1)静态IP地址:手动设置IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器地址。
(2)动态IP地址:通过DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)服务器自动分配IP地址和其他网络配置。
(3)自动私有IP地址:在没有DHCP服务器的情况下,设备可以自动配置一个私有IP地址。
IP地址的寻址方式包括:
(1)单播:将数据包发送给一个特定的IP地址。
(2)广播:将数据包发送给同一网络内的所有设备。
(3)多播:将数据包发送给一组特定的IP地址。
(4)任播:将数据包发送给一组IP地址中的最近一个。
二、端口号
端口号(Port Number)是一个16位的数字,用于在同一台主机上区分不同的进程或服务。每个进程或服务都需要一个唯一的端口号,以便其他设备能够找到并与之通信。
端口号分为以下三类:
(1)知名端口(Well-known Ports):范围从0到1023,通常由系统或应用程序使用,如HTTP服务使用端口80。
(2)注册端口(Registered Ports):范围从1024到49151,可以由用户或应用程序使用,但需要向IANA(Internet Assigned Numbers Authority)注册。
(3)动态或私有端口(Dynamic or Private Ports):范围从49152到65535,可以由用户或应用程序自由使用,不受限制。
端口号可以通过以下两种方式分配:
(1)静态端口:手动设置端口号,通常用于知名的服务或应用程序。
(2)动态端口:由操作系统或应用程序自动分配端口号,通常用于客户端程序。
在网络通信中,服务器程序需要监听特定的端口号,以便接收来自客户端的请求。客户端程序需要知道服务器程序的IP地址和端口号,以便建立连接。这个过程称为端口号的绑定。
三、Socket的创建和使用
在编程中,创建Socket通常需要以下步骤:
(1)选择协议族:通常使用AF_INET或AF_INET6,分别表示IPv4和IPv6。
(2)选择类型:常用的类型有SOCK_STREAM(面向连接的TCP协议)和SOCK_DGRAM(无连接的UDP协议)。
(3)选择协议:常用的协议有IPPROTO_TCP和IPPROTO_UDP。
(4)调用socket()函数创建Socket。
绑定Socket需要将IP地址和端口号与Socket关联。这个过程称为绑定(Binding)。调用bind()函数可以实现绑定。
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