iOS开发教程Socket的原理和使用.docx
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iOS开发教程Socket的原理和使用
iOS开发教程Socket的原理和使用
1.iOS网络编程层次结构
iOS网络编程层次结构分为三层，从上往下依次为：
-Cocoa层：
NSURL，Bonjour，GameKit，WebKit
-CoreFoundation层：
基于C的CFNetwork和CFNetServices
-OS层：
基于C的BSDSocket
Cocoa层：
是最上层的基于Objective-C的API，比如URL访问，NSStream，Bonjour，GameKit等，这是大多数情况下我们常用的API。
Cocoa层是基于CoreFoundation实现的。
CoreFoundation层：
因为直接使用socket需要更多的编程工作，所以苹果对OS层的socket进行简单的封装以简化编程任务。
该层提供了CFNetwork和CFNetServices，其中CFNetwork又是基于CFStream和CFSocket。
OS层：
最底层的BSDSocket提供了对网络编程最大程度的控制，但是编程工作也是最多的。
因此，苹果建议我们使用CoreFoundation及以上层的API进行编程。
本文将介绍如何在iOS系统下使用最底层的Socket进行编程。
2.什么是Socket
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。
2.1TCP和UDP的区别
TCP：
面向连接、传输可靠（保证数据正确性,保证数据顺序）、用于传输大量数据（流模式）、速度慢，建立连接需要开销较多（时间，系统资源）。
UDP：
面向非连接、传输不可靠、用于传输少量数据（数据包模式）、速度快。
关于TCP是一种流模式的协议，UDP是一种数据包模式的协议，这里要说明一下，TCP是面向连接的，也就是说，在连接持续的过程中，Socket中收到的数据都是由同一台主机发出的（劫持什么的不考虑），因此，知道保证数据是有序的到达就行了，至于每次读取多少数据自己看着办。
而UDP是无连接的协议，也就是说，只要知道接收端的IP和端口，且网络是可达的，任何主机都可以向接收端发送数据。
这时候，如果一次能读取超过一个报文的数据，则会乱套。
比如，主机A向发送了报文P1，主机B发送了报文P2，如果能够读取超过一个报文的数据，那么就会将P1和P2的数据合并在了一起，这样的数据是没有意义的。
2.2常用的Socket类型
有两种：
流式Socket（SOCK_STREAM）和数据报式Socket（SOCK_DGRAM）。
流式是一种面向连接的Socket，针对于面向连接的TCP服务应用；数据报式Socket是一种无连接的Socket，对应于无连接的UDP服务应用。
2.2.1TCPC/S架构程序设计基本框架
2.2.2TCP三次握手
最形象理解：
>「你瞅啥？
」
>
>「瞅你咋地？
」
>
>「来咱俩唠唠。
」
>
>然后就唠上了。
2.2.3TCP四次挥手
2.2.4基于TCP的套接字代码实现
相关头文件。
#include
#include
#include
#include
#include
服务端实现代码。
-（void）socketServer
{
interr;
//1.创建socket套接字
//原型：
intsocket（intdomain,inttype,intprotocol）;
//domain：
协议族type：
socket类型protocol：
协议
intfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP）;
BOOLsuccess=（fd!
=-1）;
if（success）{
NSLog（@"Socket创建成功"）;
//地址结构体
structsockaddr_inaddr;
//内存清空
memset（&addr,0,sizeof（addr））;
//内存大小
addr.sin_len=sizeof（addr）;
//地址族，在socket编程中只能是AF_INET
addr.sin_family=AF_INET;
//端口号
addr.sin_port=htons（1024）;
//按照网络字节顺序存储IP地址
addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
//2.建立地址和套接字的联系（绑定）
//原型：
bind（sockid,localaddr,addrlen）
err=bind（fd,（conststructsockaddr*）&addr,sizeof（addr））;
success=（err==0）;
}
//3.服务器端侦听客户端的请求
if（success）{
NSLog（@"绑定成功"）;
//listen（Sockid,quenlen）quenlen并发队列
err=listen（fd,5）;//开始监听
success=（err==0）;
}
if（success）{
NSLog（@"监听成功"）;
//4.一直阻塞等到客户端的连接
while（true）{
structsockaddr_inpeeraddr;
intpeerfd;
socklen_taddrLen;
addrLen=sizeof（peeraddr）;
NSLog（@"等待客户端的连接请求"）;
//5.服务器端等待从编号为Sockid的Socket上接收客户端连接请求
//原型：
newsockid=accept（Sockid，Clientaddr,paddrlen）
peerfd=accept（fd,（structsockaddr*）&peeraddr,&addrLen）;
success=（peerfd!
=-1）;
//接收客户端请求成功
if（success）{
NSLog（@"接收客户端请求成功，客户端地址：
%s,端口号：
%d",inet_ntoa（peeraddr.sin_addr）,ntohs（peeraddr.sin_port））;
send（peerfd,"欢迎进入Socket聊天室",1024,0）;
//6.创建新线程接收客户端发送的消息
[NSThreaddetachNewThreadSelector:
@selector（reciveMessage:
）toTarget:
selfwithObject:
@（peerfd）];
}
}
}
}
-（void）reciveMessage:
（id）peerfd
{
intfd=[peerfdintValue];
charbuf[1024];
ssize_tbufLen;
size_tlen=sizeof（buf）;
//循环阻塞接收客户端发送的消息
do{
bufLen=recv（fd,buf,len,0）;
//当返回值小于等于零时，表示socket异常或者socket关闭，退出循环阻塞接收消息
if（bufLen<=0）{
break;
}
//接收到的信息
NSString*msg=[NSStringstringWithCString:
bufencoding:
NSUTF8StringEncoding];
NSLog（@"来自客户端，消息内容：
%@",msg）;
memset（buf,0,sizeof（buf））;
}while（true）;
//7.关闭
close（fd）;
}
客户端代码。
-（void）createSocketClient
{
interr;
//创建socket套接字
intfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;
BOOLsuccess=（fd!
=-1）;
structsockaddr_inaddr;
if（success）{
NSLog（@"Socket创建成功"）;
memset（&addr,0,sizeof（addr））;
addr.sin_len=sizeof（addr）;
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
//建立地址和套接字的联系
err=bind（fd,（conststructsockaddr*）&addr,sizeof（addr））;
success=（err==0）;
}
if（success）{
structsockaddr_inserveraddr;
memset（&serveraddr,0,sizeof（serveraddr））;
serveraddr.sin_len=sizeof（serveraddr）;
serveraddr.sin_family=AF_INET;
//服务器端口
serveraddr.sin_port=htons（1024）;
//服务器的地址
serveraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr（"192.168.2.5"）;
socklen_taddrLen;
addrLen=sizeof（serveraddr）;
NSLog（@"连接服务器中..."）;
err=connect（fd,（structsockaddr*）&serveraddr,addrLen）;
success=（err==0）;
if（success）{
//getsockname是对tcp连接而言。
套接字socket必须是已连接套接字描述符。
err=getsockname（fd,（structsockaddr*）&addr,&addrLen）;
success=（err==0）;
if（success）{
NSLog（@"连接服务器成功，本地地址：
%s，端口：
%d",inet_ntoa（addr.sin_addr）,ntohs（addr.sin_port））;
[NSThreaddetachNewThreadSelector:
@selector（reciveMessage:
）toTarget:
selfwithObject:
@（fd）];
}
}
else{
NSLog（@"connectfailed"）;
}
}
}
-（void）reciveMessage:
（id）peerfd
{
intfd=[peerfdintValue];
charbuf[1024];
ssize_tbufLen;
size_tlen=sizeof（buf）;
//循环阻塞接收消息
do{
bufLen=recv（fd,buf,len,0）;
//当返回值小于等于零时，表示socket异常或者socket关闭，退出循环阻塞接收消息
if（bufLen<=0）{
break;
}
//接收到的信息
NSString*msg=[NSStringstringWithCString:
bufencoding:
NSUTF8StringEncoding];
NSLog（@"来自服务端，消息内容：
%@",msg）;
}while（true）;
//7.关闭
close（fd）;
}
2.2.5UDPC/S架构程序设计基本框架
2.2.6字节顺序
计算机数据表示存在两种字节顺序：
NBO与HBO
网络字节顺序NBO（NetworkByteOrder）：
按从高到低的顺序存储，在网络上使用统一的网络字节顺序，可以避免兼容性问题。
主机字节顺序（HBO，HostByteOrder）：
不同的机器HBO不相同，与CPU设计有关，数据的顺序是由cpu决定的，而与操作系统无关。
不同的CPU有不同的字节顺序类型，这些字节顺序类型指的是整数在内存中保存的顺序，即主机字节顺序。
常见的有两种：
英文名
中文名
描述
big-endian
大尾数顺序
地址的低位存储值的高位
little-endian
小尾数顺序
地址的低位存储值的低位
如Intelx86结构下,short型数0x1234表示为3412,int型数0x12345678表示为78563412如IBMpowerPC结构下,short型数0x1234表示为1234,int型数0x12345678表示为12345678
网络字节顺序与本地字节顺序之间的转换函数：
htonl（）--"HosttoNetworkLong"
ntohl（）--"NetworktoHostLong"
htons（）--"HosttoNetworkShort"
ntohs（）--"NetworktoHostShort"
2.2.7地址转换方法
in_addr_tinet_addr（constchar*）
将一个点间隔地址转换成一个in_addr
char*inet_ntoa（structin_addr）
将网络地址转换成“.”点隔的字符串格式。
intinet_aton（constchar*,structin_addr*）
将一个字符串IP地址转换为一个32位的网络序列IP地址。
2.2.8获取地址
-用getsockname获得本地ip和port
-用getpeername获得对端ip和port
套接字socket必须是已连接套接字描述符。
2.2.9获取本地IP地址
参考stackoverflow链接：
<
2.2.10UPD套接字实现代码
#include
-（NSString*）getIPAddress{
NSString*address=@"error";
structifaddrs*interfaces=NULL;
structifaddrs*temp_addr=NULL;
intsuccess=0;
//retrievethecurrentinterfaces-returns0onsuccess
success=getifaddrs（&interfaces）;
if（success==0）{
//Loopthroughlinkedlistofinterfaces
temp_addr=interfaces;
while（temp_addr!
=NULL）{
if（temp_addr->ifa_addr->sa_family==AF_INET）{
//Checkifinterfaceisen0whichisthewificonnectionontheiPhone
if（[[NSStringstringWithUTF8String:
temp_addr->ifa_name]isEqualToString:
@"en0"]）{
//GetNSStringfromCString
address=[NSStringstringWithUTF8String:
inet_ntoa（（（structsockaddr_in*）temp_addr->ifa_addr）->sin_addr）];
}
}
temp_addr=temp_addr->ifa_next;
}
}
//Freememory
freeifaddrs（interfaces）;
returnaddress;
}
3.第三方库
CocoaAsyncSocket：
<
CocoaAsyncSocketprovideseasy-to-useandpowerfulasynchronoussocketlibrariesforMacandiOS.Theclassesaredescribedbelow.
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