Socket與TCP、UDP

對於TCP協議我不想說太多東西，這屬於大學課程，又涉及電腦科學，而我不是“學院派”，對於這部分內容，我覺得作為開發人員，只需要掌握與程式相關的概念就可以了，不需要做太艱深的研究。

我們首Crowdsourced Security Testing道TCP是連線導向的，它的意思是說兩個遠程主機（或者叫進程，因為實際上遠程通訊是進程之間的通訊，而進程則是運行中的程式），必須首先進行一個握手過程，確認串連成功，之後才能傳輸實際的資料。比如說進程A想將字串“It's a fine day today”發給進程B，它首先要建立串連。在這一過程中，它首先需要知道進程B的位置（主機地址和連接埠號碼）。隨後發送一個不包含實際資料的請求報文，我們可以將這個報文稱之為“hello”。如果進程B接收到了這個“hello”，就向進程A回複一個“hello”，進程A隨後才發送實際的資料“It's
a fine day today”。

關於TCP第二個需要瞭解的，就是它是全雙工系統的。意思是說如果兩個主機上的進程（比如進程A、進程B），一旦建立好串連，那麼資料就既可以由A流向B，也可以由B流向A。除此以外，它還是點對點的，意思是說一個TCP串連總是兩者之間的，在發送中，通過一個串連將資料發給多個接收方是不可能的。TCP還有一個特性，就是稱為可靠的資料轉送，意思是串連建立後，資料的發送一定能夠到達，並且是有序的，就是說發的時候你發了ABC，那麼收的一方收到的也一定是ABC，而不會是BCA或者別的什麼。

編程中與TCP相關的最重要的一個概念就是通訊端。我們應該知道網路七層協議，如果我們將上面的應用程、展示層、會話層籠統地算作一層（有的教材便是如此劃分的），那麼我們編寫的網路應用程式就位於應用程式層，而大家知道TCP是屬於傳輸層的協議，那麼我們在應用程式層如何使用傳輸層的服務呢（訊息發送或者檔案上傳下載）？大家知道在應用程式中我們用介面來分離實現，在應用程式層和傳輸層之間，則是使用通訊端來進行分離。它就像是傳輸層為應用程式層開的一個小口，應用程式通過這個小口向遠程發送資料，或者接收遠程發來的資料；而這個小口以內，也就是資料進入這個口之後，或者資料從這個口出來之前，我們是不知道也不需要知道的，我們也不會關心它如何傳輸，這屬於網路其它層次的工作。

舉個例子，如果你想寫封郵件發給遠方的朋友，那麼你如何寫信、將信打包，屬於應用程式層，信怎麼寫，怎麼打包完全由我們做主；而當我們將信投入郵筒時，郵筒的那個口就是通訊端，在進入通訊端之後，就是傳輸層、網路層等（郵局、公路交管或者航線等）其它層次的工作了。我們從來不會去關心信是如何從西安發往北京的，我們只知道寫好了投入郵筒就OK了。可以用下面這兩幅圖來表示它：

注意在上面圖中，兩個主機是對等的，但是按照約定，我們將發起請求的一方稱為用戶端，將另一端稱為服務端。可以看出兩個程式之間的對話是通過通訊端這個出入口來完成的，實際上通訊端包含的最重要的也就是兩個資訊：串連至遠端本地的連接埠資訊(本機地址和連接埠號碼)，串連到的遠端連接埠資訊(遠程地址和連接埠號碼)。注意上面詞語的微妙變化，一個是本地地址，一個是遠程地址。

這裡又出現了了一個名詞連接埠。一般來說我們的電腦上運行著非常多的應用程式，它們可能都需要同遠程主機打交道，所以遠程主機就需要有一個ID來標識它想與本地機器上的哪個應用程式打交道，這裡的ID就是連接埠。將連接埠分配給一個應用程式，那麼來自這個連接埠的資料則總是針對這個應用程式的。有這樣一個很好的例子：可以將主機地址想象為電話號碼，而將連接埠號碼想象為分機號。