在网络编程中，我们经常会提到 socket 这个词，它的中文翻译为套接字，有的时候也叫做套接口。
那到底应该怎么理解 socket 呢？这张图表达的其实是网络编程中，客户端和服务器工作的核心逻辑。
先从右侧的服务器端开始看，因为在客户端发起连接请求之前，服务器端必须初始化好。右侧的图显示的是服务器端初始化的过程，首先初始化 socket，之后服务器端需要执行 bind 函数，将自己的服务能力绑定在一个众所周知的地址和端口上，紧接着，服务器端执行 listen 操作，将原先的 socket 转化为服务端的 socket，服务端最后阻塞在 accept 上等待客户端请求的到来。
此时，服务器端已经准备就绪。客户端需要先初始化 socket，再执行 connect 向服务器端的地址和端口发起连接请求，这里的地址和端口必须是客户端预先知晓的。这个过程，就是著名的 TCP 三次握手（Three-way Handshake）。
一旦三次握手完成，客户端和服务器端建立连接，就进入了数据传输过程。
客户端进程向操作系统内核发起 write 字节流写操作，内核协议栈将字节流通过网络设备传输到服务器端，服务器端从内核得到信息，将字节流从内核读入到进程中，并开始业务逻辑的处理，完成之后，服务器端再将得到的结果以同样的方式写给客户端。可以看到，一旦连接建立，数据的传输就不再是单向的，而是双向的，这也是 TCP 的一个显著特性。
客户端完成和服务器端的交互后，比如执行一次 Telnet 操作，或者一次 HTTP 请求，需要和服务器端断开连接时，就会执行 close 函数，操作系统内核此时会通过原先的连接链路向服务器端发送一个 FIN 包，服务器收到之后执行被动关闭，这时候整个链路处于半关闭状态，此后，服务器端也会执行 close 函数，整个链路才会真正关闭。半关闭的状态下，发起 close 请求的一方在没有收到对方 FIN 包之前都认为连接是正常的；而在全关闭的状态下，双方都感知连接已经关闭。
无论是客户端的 connect，还是服务端的 accept，或者 read/write 操作等，socket 是我们用来建立连接，传输数据的唯一途径。
把整个 TCP 的网络交互和数据传输想象成打电话，顺着这个思路想象，socket 就好像是我们手里的电话机，connect 就好比拿着电话机拨号，而服务器端的 bind 就好比是去电信公司开账号，将电话号码和我们家里的电话机绑定，这样别人就可以用这个号码找到你，listen 就好似人们在家里听到了响铃，accept 就好比是被叫的一方拿起电话开始应答。至此，三次握手就完成了，连接建立完毕。
接下来，拨打电话的人开始说话：“你好。”这时就进入了 write，接收电话的人听到的过程可以想象成 read（听到并读出数据），并且开始应答，双方就进入了 read/write 的数据传输过程。
最后，拨打电话的人完成了此次交流，挂上电话，对应的操作可以理解为 close，接听电话的人知道对方已挂机，也挂上电话，也是一次 close。
在整个电话交流过程中，电话是我们可以和外面通信的设备，对应到网络编程的世界里，socket 也是我们可以和外界进行网络通信的途径。
套接字的通用地址结构：
/* POSIX.1g 规范规定了地址族为2字节的值. */ typedef unsigned short int sa_family_t; /* 描述通用套接字地址 */ struct sockaddr{ sa_family_t sa_family; /* 地址族. 16-bit*/ char sa_data[14]; /* 具体的地址值 112-bit */ };
在这个结构体里，第一个字段是地址族，它表示使用什么样的方式对地址进行解释和保存，好比电话簿里的手机格式，或者是固话格式，这两种格式的长度和含义都是不同的。地址族在 glibc 里的定义非常多，常用的有以下几种：
- AF_LOCAL：表示的是本地地址，对应的是 Unix 套接字，这种情况一般用于本地 socket 通信，很多情况下也可以写成
- AF_UNIX、AF_FILE；AF_INET：因特网使用的 IPv4 地址；
- AF_INET6：因特网使用的 IPv6 地址。
常用的 IPv4 地址族的结构：
/* IPV4套接字地址，32bit值. */ typedef uint32_t in_addr_t; struct in_addr { in_addr_t s_addr; }; /* 描述IPV4的套接字地址格式 */ struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; /* 16-bit */ in_port_t sin_port; /* 端口号 16-bit*/ struct in_addr sin_addr; /* Internet address. 32-bit */ /* 这里仅仅用作占位符，不做实际用处 */ unsigned char sin_zero[8]; };
glibc 定义的保留端口：
/* Standard well-known ports. */ enum { IPPORT_ECHO = 7, /* Echo service. */ IPPORT_DISCARD = 9, /* Discard transmissions service. */ IPPORT_SYSTAT = 11, /* System status service. */ IPPORT_DAYTIME = 13, /* Time of day service. */ IPPORT_NETSTAT = 15, /* Network status service. */ IPPORT_FTP = 21, /* File Transfer Protocol. */ IPPORT_TELNET = 23, /* Telnet protocol. */ IPPORT_SMTP = 25, /* Simple Mail Transfer Protocol. */ IPPORT_TIMESERVER = 37, /* Timeserver service. */ IPPORT_NAMESERVER = 42, /* Domain Name Service. */ IPPORT_WHOIS = 43, /* Internet Whois service. */ IPPORT_MTP = 57, IPPORT_TFTP = 69, /* Trivial File Transfer Protocol. */ IPPORT_RJE = 77, IPPORT_FINGER = 79, /* Finger service. */ IPPORT_TTYLINK = 87, IPPORT_SUPDUP = 95, /* SUPDUP protocol. */ IPPORT_EXECSERVER = 512, /* execd service. */ IPPORT_LOGINSERVER = 513, /* rlogind service. */ IPPORT_CMDSERVER = 514, IPPORT_EFSSERVER = 520, /* UDP ports. */ IPPORT_BIFFUDP = 512, IPPORT_WHOSERVER = 513, IPPORT_ROUTESERVER = 520, /* Ports less than this value are reserved for privileged processes. */ IPPORT_RESERVED = 1024, /* Ports greater this value are reserved for (non-privileged) servers. */ IPPORT_USERRESERVED = 5000
IPv6 套接字地址格式：
struct sockaddr_in6 { sa_family_t sin6_family; /* 16-bit */ in_port_t sin6_port; /* 传输端口号 # 16-bit */ uint32_t sin6_flowinfo; /* IPv6流控信息 32-bit*/ struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6地址128-bit */ uint32_t sin6_scope_id; /* IPv6域ID 32-bit */ };
IPv4 和 IPv6 套接字地址结构的长度是固定的，而本地地址结构的长度是可变的。
