Войти
A сетевой сокет - это программная структура в сетевом узле компьютерная сеть, которая служит конечной точкой для отправки и получения данных по сети. Структура и свойства сокета определяются интерфейсом прикладного программирования (API) для сетевой архитектуры. Сокеты создаются только во время существования процесса приложения, запущенного на узле.
Из-за стандартизации протоколов TCP / IP при разработке Интернета термин сетевой сокет чаще всего используется в контексте Internet Protocol Suite, поэтому его также часто называют Интернет-сокетом . В этом контексте сокет внешне идентифицируется для других хостов по его адресу сокета, который является триадой из транспортного протокола, IP-адреса и . номер порта.
Термин сокет также используется для конечной точки программного обеспечения внутреннего межпроцессного взаимодействия (IPC), которое часто использует тот же API, что и сетевой сокет.
Использование Термин «гнездо» в программном обеспечении аналогичен функции электрического розеточного разъема, аппаратного устройства для связи между узлами, соединенными с помощью электрического кабеля. Точно так же термин порт используется для внешних физических конечных точек на узле или устройстве.
Интерфейс прикладного программирования (API) для стека сетевых протоколов создает дескриптор для каждого сокета, созданного приложением, обычно называемого дескриптором сокета. В Unix-подобных операционных системах этот дескриптор является типом файлового дескриптора. Он сохраняется в процессе приложения для использования с каждой операцией чтения и записи в канале связи.
Во время создания с помощью API сетевой сокет привязан к комбинации типа сетевого протокола, который будет использоваться для передачи, сетевого адреса хоста и номера порта. Порты - это нумерованные ресурсы, которые представляют другой тип программной структуры узла. Они используются в качестве типов служб и, будучи однажды созданными процессом, служат в качестве адресуемого извне (из сети) компонента местоположения, чтобы другие хосты могли устанавливать соединения.
Сетевые сокеты могут быть выделены для постоянных соединений для связи между двумя узлами, или они могут участвовать в связи без установления соединения и многоадресной связи.
На практике, в связи с распространением протоколов TCP / IP, используемых в Интернете, термин сетевой сокет обычно относится к использованию с Интернет-протоколом (IP). Поэтому его часто также называют Интернет-сокет .
Приложение может взаимодействовать с удаленным процессом, обмениваясь данными с TCP / IP, зная комбинацию типа протокола, IP-адреса и порта. количество. Эта комбинация часто называется адресом сокета. Это сетевой дескриптор доступа к сетевому сокету. Удаленный процесс устанавливает сетевой сокет в своем собственном экземпляре стека протоколов и использует сетевой API для подключения к приложению, представляя свой собственный адрес сокета для использования приложением.
A стек протоколов, обычно предоставляемый операционной системой (а не как отдельная библиотека, например), представляет собой набор служб, которые позволяют процессам обмениваться данными по сети с использованием протоколов, которые реализует стек. Операционная система пересылает полезные данные входящих IP-пакетов соответствующему приложению, извлекая информацию об адресе сокета из заголовков IP и транспортного протокола и удаляя заголовки из данных приложения.
интерфейс прикладного программирования (API), который программы используют для связи со стеком протоколов с использованием сетевых сокетов, называется API сокетов . Разработка прикладных программ, использующих этот API, называется программированием сокетов или сетевым программированием. API-интерфейсы интернет-сокетов обычно основаны на стандарте сокетов Беркли. В стандарте сокетов Беркли сокеты представляют собой форму файлового дескриптора из-за философии Unix, что «все является файлом», и аналогии между сокетами и файлами. У обоих есть функции для чтения, записи, открытия и закрытия. На практике различия усиливают аналогию, и в сокете используются разные интерфейсы (отправка и получение). В межпроцессном взаимодействии каждый конец обычно имеет свой собственный сокет.
В стандартных интернет-протоколах TCP и UDP адрес сокета представляет собой комбинацию IP-адреса и номера порта, что очень похоже на один конец телефонного соединения. представляет собой комбинацию телефонного номера и определенного добавочного номера . Сокеты не обязательно должны иметь адрес источника, например, только для отправки данных, но если программа связывает сокет с адресом источника, сокет можно использовать для получения данных, отправленных на этот адрес. На основе этого адреса Интернет-сокеты доставляют входящие пакеты данных соответствующему приложению процесс.
. Сокет часто относится конкретно к Интернет-сокету или TCP-сокету. Интернет-сокет минимально характеризуется следующим:
Различия между сокетом (внутреннее представление), дескриптором сокета (абстрактный идентификатор) и адресом сокета (общедоступный адрес) тонкие, и эти не всегда выделяются в повседневном использовании. Более того, конкретные определения сокета у разных авторов различаются. В IETF Запрос на комментарии, Интернет-стандарты, во многих учебниках, а также в этой статье термин сокет относится к сущности, которая однозначно идентифицируется номер розетки. В других учебниках термин сокет относится к локальному адресу сокета, то есть «комбинации IP-адреса и номера порта». В исходном определении сокета, приведенном в RFC 147, поскольку он был связан с сетью ARPA в 1971 году, «сокет указан как 32-битный номер с четными сокетами, определяющими принимающие сокеты. и нечетные сокеты, идентифицирующие отправляющие сокеты ". Однако сегодня связь через сокеты является двунаправленной.
В операционной системе и приложении, создавшем сокет, на сокет ссылается уникальное целочисленное значение, называемое дескриптором сокета.
В Unix-подобных операционных системах и Microsoft Windows инструменты командной строки netstat или ss используются для вывода списка установленных сокетов и связанная информация.
В этом примере, смоделированном в соответствии с интерфейсом сокета Беркли, отправляется строка «Hello, world!» через TCP на порт 80 хоста с адресом 1.2.3.4. Он иллюстрирует создание сокета (getSocket), подключение его к удаленному хосту, отправку строки и, наконец, закрытие сокета:
Socket mysocket = getSocket (type = "TCP") connect (mysocket, address = "1.2.3.4", port = "80") send (mysocket, "Hello, world!") Close (mysocket)
Доступны несколько типов Интернет-сокетов:
. Другие типы сокетов реализуются поверх других транспортных протоколов, таких как Системная сеть Архитектура и доменные сокеты Unix для внутреннего межпроцессного взаимодействия.
Компьютерные процессы, которые предоставляют службы приложений, называются серверами и создают сокеты при запуске, которые находятся в состоянии прослушивания. Эти сокеты ожидают инициатив от клиентских программ.
TCP-сервер может обслуживать несколько клиентов одновременно, создавая уникальный выделенный сокет для каждого клиентского соединения в новом дочернем процессе или потоке обработки для каждого клиента. Они находятся в установленном состоянии, когда виртуальное соединение сокет-сокет или виртуальный канал (VC), также известное как TCP сеанс, устанавливается с удаленным сокетом, обеспечивая дуплекс поток байтов.
Сервер может создать несколько одновременно установленных сокетов TCP с одним и тем же номером локального порта и локальным IP-адресом, каждый из которых сопоставлен со своим собственным дочерним процессом сервера, обслуживая свой собственный клиентский процесс. Операционная система рассматривает их как разные сокеты, поскольку удаленный адрес сокета (IP-адрес клиента или номер порта) отличается; т.е. поскольку у них разные кортежи пары сокетов.
UDP-сокеты не имеют установленного состояния, потому что протокол без установления соединения. Процесс сервера UDP обрабатывает входящие дейтаграммы от всех удаленных клиентов последовательно через один и тот же сокет. Сокеты UDP не идентифицируются по удаленному адресу, а только по локальному адресу, хотя каждое сообщение имеет связанный удаленный адрес, который можно получить из каждой дейтаграммы с помощью интерфейса программирования сетевых приложений (API).
Обмен данными между локальным и удаленным сокетами называется парами сокетов . Каждая пара сокетов описывается уникальным 4-кортежем, состоящим из IP-адресов источника и получателя и номеров портов, то есть локальных и удаленных адресов сокетов. Как обсуждалось выше, в случае TCP пара сокетов связана на каждом конце соединения с уникальным 4-кортежем.
Термин «сокет» восходит к публикации RFC 147 в 1971 году, когда он использовался в ARPANET. Большинство современных реализаций сокетов основаны на сокетах Berkeley (1983) и других стеках, таких как Winsock (1991). API сокетов Berkeley в Berkeley Software Distribution (BSD) возник в операционной системе 4.2BSD Unix в качестве API. Однако только в 1989 году UC Berkeley смог выпустить версии своей операционной системы и сетевой библиотеки, свободные от лицензионных ограничений ATT, защищенной авторским правом Unix.
In c. 1987, ATT представила основанный на STREAMS интерфейс транспортного уровня (TLI) в UNIX System V Release 3 (SRV3). и продолжена в версии 4 (SVR4).
Другие ранние реализации были написаны для TOPS-20, MVS,VM,IBM-DOS (PCIP).
Сокет - это в первую очередь концепция, используемая на транспортном уровне Интернет-модели. Сетевое оборудование, такое как маршрутизаторы и коммутаторы, не требует реализации транспортного уровня, поскольку они работают на уровне канального уровня (коммутаторы) или на уровне <159.>Интернет-уровень (маршрутизаторы). Однако сетевые брандмауэры с отслеживанием состояния, преобразователи сетевых адресов и прокси-серверы отслеживают активные пары сокетов. Также в справедливой организации очереди, коммутации уровня 3 и поддержке качества обслуживания (QoS) в маршрутизаторах потоки пакетов могут быть идентифицированы путем извлечения информация о парах сокетов. Необработанные сокеты обычно доступны в сетевом оборудовании и используются для протоколов маршрутизации, таких как IGRP и OSPF, а также в Интернете. Протокол управляющих сообщений (ICMP).
