前言
因为工作中对Socket的使用不多，偶尔需要用到的时候容易想不起来，因此在这次实现需求的时候特地做了一些笔记，简单整理后发到blog上，一方面是也许可以帮助到需要的人，另一方面也是如果有误，大家也可以提出意见帮助自己进步。
bind函数
在Server，bind函数用于将socket绑定到本地IP并开始监听。
在客户端，不需要用bind，一般用connect，然后OS会自行选择合适的端口。
IP+Port唯一标识网络通讯中的一个线程
地址结构
inet_pton和inet_ntop是两个IP地址转换函数，inet_pton把地址从 点分十进制 转换为 整数， inet_ntop则相反，把地址从 整数 转换为 点分十进制表示。
p是presentation的缩写，n是network的缩写
为了向前兼容，很多 socketaddr 退化成了 void*，只传一个地址给函数，函数在内部进行转换。
socketaddr : 是通用的套接字结构，可以在不同的协议族之间强转；
sockeaddr_in : 以太网中用的套接字结构，出现是因为前者不好用。
因为两者大小一致，数据也兼容，而后者比较好用，所以一般用后者配置地址，然后强制转换为前者，这种操作不会有任何副作用。
两个结构体在内存布局上是兼容的，这是有意设计的结果
常见的套接字类型
SOCK_STREAM
SOCK_STREAM代表 按顺序的、可靠的、数据完整的基于字节流的连接，基于TCP。
要怎么理解这些描述呢？
按顺序的：即数据以发送的顺序到达接收方。否则就是乱序，乱序下发送片段1、2、3，可能以1、3、2的顺序收到。
可靠的：发送到数据包会被确认接收，未被确认的数据包将被重发，直到收到确认。
数据完整的：数据不会被截断、重复或丢失，TCP会进行错误检测和校验。
基于字节流：数据以字节流（byte stream）的形式发送和接收，应用程序可以以任意大小的数据块来读写数据，这和面向消息的传输方式是不同的（SOCK_DGRAM、UDP）。
SOCK_STREAM也是面向连接的。何为面向连接？指的是正式通信前要先确定通信路径，若路径被破坏会重新建立。
可靠性和顺序传递并不冲突。顺序性体现在若某个包（如包2）丢失或延迟，接收方不会把后续的包传给应用层（如包3）。可靠性体现在ACK机制和重传机制。
实际上，TCP使用了滑动窗口协议和累计确认（为了提升传输效率）。
滑动窗口允许发送方在等待确认的时候发送多个数据包（窗口大小确定能发送的数量）。
累计确认简单来说就是发送ACK确认最后收到的顺序数据包，如发送 1、2、3、4，收到了1、2、3，就回复ACK 3，代表需要重发包4。
SOCK_DGRAM
无连接、不保证可靠、基于消息的通信，因此开销低，更适合实时应用，如直播。
无连接： 不像SOCK_STREAM需要三次握手建立连接，所以传输效率高。
不保证可靠：可能丢失、乱序、重复。
基于消息（数据报）：数据以数据报的形式发送，保留消息完整性。
开销低：因为不用管理连接和保证可靠。
无连接，即每个数据包都可能走不同的路径，因此数据包到达的先后次序和到达与否都很难保证。
每个数据报是一个独立的消息，有固定的长度和边界。数据报是网络传输中的独立单元，是传输层概念。消息是信息传递的单元，可以由多个数据报组成，是应用层概念。
这里我觉得容易混杂的是将传输层的消息和应用层的消息混为一谈，SOCK_DGRAM所说的消息是传输层的消息，也就是数据报，一个数据报就是一个消息，和应用层的可能由多个数据报组成的消息不同。两个消息有概念上的相同点，需要注意。
SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM 和 TCP、UDP 的关系
SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM是套接字类型，TCP、UDP是传输层协议；
SOCK_STREAM实际上用TCP协议来实现，同样地，SOCK_DGRAM基于UDP实现。
SOCK_SEQPACKET
特点：
面向连接
基于数据包：每个数据包是一个完整的消息
可靠性
顺序性
因为提供了安全的数据包传输，适合用在对安全要求高的场景，如发送账户信息。
和SOCK_STREAM的异同：
都面向连接
都可靠
都保证顺序
SOCK_STREAM以字节流传输数据，没有明确的消息边界，应用层的数据可以是任意大小的，底层会拆分；SOCK_SEQPACKET以数据包传输数据，每个包是一个完整消息，有明确边界。
在不同的系统上，SOCK_SEQPACKET会采用不同的底层协议来实现，如Linux会用SCTP。
SOCK_RAW
特点：
原始：提供了对网络层协议（IP）、传输层协议（TCP、UDP）的原始访问
完全控制：允许用户在低层次操作，如直接构造、解析IP数据报
无处理： 不会对数据报进行任何额外处理，如校验，可以直接操作协议头
因为暴露了底层，适用于自定义协议的实现。
SOCK_RDM
无连接、可靠（可靠送达），但不完全保证数据的完整性，保留了数据报的特性。
为什么可靠却不完整？可靠性分为多种，包括但不限于数据完整可靠性、数据传输可靠性等。这里的可靠性指的是在传输中可靠送达，不会丢失。
数据完整性指的是接收的数据和发送的数据完全一致，因为SOCK_RDM不是面向连接的，自然无法保证数据包的顺序，也就无法保证数据完整性。需要注意的是，虽然SOCK_RDM没有保证数据完整，但还是可以采用一些别的措施来提高数据完整性的。例：因为数据包一定会被送达，发送方可以给数据包编号，然后在接收方重组，实现更高程度的数据完整。
此外，如果在传输过程中出现了传输错误导致数据报出错，SOCK_RDM也不会进行校验和重传（自然也可以自己增加校验来预防）。
因此SOCK_RDM是保证送达，但不保证顺序和正确性，适用于数据采集场景。
SOCK_DCCP
基于DCCP协议、可靠、有序，适用于实时应用。
SOCK_PACKET
适用于与物理设备交互，用于对网络数据包进行深入分析的场景。
SOCK_CLOEXEC
进程调用exec()的时候会自动关闭socket，适用于多线程编程。
SOCK_NONBLOCK
非阻塞，即无数据可读时，不会阻塞而是直接返回。
通信流程
以TCP为例，简要说明通信流程和用到的函数。
客户端与服务器通信的简要流程
bind函数因为参数addr的长度不定，所以有参数addr_len。
标志INADDR_ANY表示在多张网卡的所有地址上监听。
int listen( int sockfd, int backlog)的第二个参数backlog代表连接队列的长度。连接状态分为半连接和全连接，半连接是服务器已经收到了客户端的连接请求，但还没有完成三次握手；全连接是完成了三次握手，可以正常传输数据。如果新连接请求到达，而连接队列中处于全连接和半连接的连接数量已经达到了backlog，服务器不会接受这个请求，而是回复拒绝后直接丢弃。