我相信大家刚开始学socket的时候，都跟我一样。
云里雾里的，对socket的概念很模糊。
这篇文章我打算从一个初学者的角度开始聊起，让大家了解下我眼里的socket是什么以及socket的原理和内核实现。
socket的概念
故事要从一个插头说起。
插头与插座
当我将插头插入插座，那看起来就像是将两者连起来了。
风扇与电力系统建立"连接"
而插座的英文，又叫socket。
巧了，我们程序员搞网络编程时也会用到一个叫socket的东西。
其实两者非常相似。通过socket，我们可以与某台机子建立"连接"，建立"连接"的过程，就像是将插口插入插槽一样。
大概概念是了解了，但我相信各位对socket其实还是很模糊。
我们从大家最熟悉的使用场景开始说起。
socket的使用场景
我们想要将数据从A电脑的某个进程发到B电脑的某个进程。
这时候我们需要选择将数据发过去的方式，如果需要确保数据要能发给对方，那就选可靠的TCP协议，如果数据丢了也没关系，看天意，那就选择不可靠的UDP协议。
初学者毫无疑问，首选TCP。
TCP是什么
那这时候就需要用socket进行编程。
于是第一步就是创建个关于TCP的socket。就像下面这样。
sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
这个方法会返回socket_fd，它是socket文件的句柄，是个数字，相当于socket的身份证号。
得到了socket_fd之后，对于服务端，就可以依次执行bind(), listen(), accept()方法，然后坐等客户端的连接请求。
对于客户端，得到socket_fd之后，你就可以执行connect()方法向服务端发起建立连接的请求，此时就会发生TCP三次握手。
握手建立连接流程
连接建立完成后，客户端可以执行send() 方法发送消息，服务端可以执行recv()方法接收消息，反过来，服务器也可以执行send()，客户端执行recv()方法。
到这里为止，就是我们大部分程序员最熟悉的使用场景。
socket的设计
现在，socket我们见过，也用过，但对大部分程序员来说，它是个黑盒。
那既然是黑盒，我们索性假设我们忘了socket。重新设计一个内核网络传输功能。
网络传输，从操作上来看，无非就是，发数据和远端之间互相收发数据。也就是对应着写数据和读数据。
读写收发
但显然，事情没那么简单。
这里还有两个问题。
第一个是，接收端和发送端可能不止一个，因此我们需要一些信息做下区分，这个大家肯定很熟悉，可以用IP和端口。IP用来定位是哪台电脑，端口用来定位是这台电脑上的哪个进程。
第二个是，发送端和接收端的传输方式有很多区别，可以是可靠的TCP协议，也可以是不可靠的UDP协议，甚至还需要支持基于icmp协议的ping命令。
sock是什么
写过代码的都知道，为了支持这些功能，我们需要定义一个数据结构去支持这些功能。
这个数据结构，叫sock。
为了解决上面的第一个问题，我们可以在sock里加入IP和端口字段。
sock加入IP和端口字段
而第二个问题，我们会发现这些协议虽然各不相同，但还是有一些功能相似的地方，比如收发数据时的一些逻辑完全可以复用。按面向对象编程的思想，我们可以将不同的协议当成是不同的对象类（或结构体），将公共的部分提取出来，通过"继承"的方式，复用功能。
基于各种sock实现网络传输功能
于是，我们将功能重新划分下，定义了一些数据结构。
继承sock的各类sock
sock是最基础的结构，维护一些任何协议都有可能会用到的收发数据缓冲区。
inet_sock特指用了网络传输功能的sock，在sock的基础上还加入了TTL，端口，IP地址这些跟网络传输相关的字段信息。说到这里大家就懵了，难道还有不是用网络传输的？有，比如Unix domain socket，用于本机进程之间的通信，直接读写文件，不需要经过网络协议栈。这是个非常有用的东西，我以后一定讲讲（画饼）。
inet_connection_sock 是指面向连接的sock，在inet_sock的基础上加入面向连接的协议里相关字段，比如accept队列，数据包分片大小，握手失败重试次数等。虽然我们现在提到面向连接的协议就是指TCP，但设计上linux需要支持扩展其他面向连接的新协议，
tcp_sock 就是正儿八经的tcp协议专用的sock结构了，在inet_connection_sock基础上还加入了tcp特有的滑动窗口、拥塞避免等功能。同样udp协议也会有一个专用的数据结构，叫udp_sock。
好了，现在有了这套数据结构，我们将它们跟硬件网卡对接一下，就实现了网络传输的功能。
