1. TCP/IP、UDP的基本概念
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)即傳輸控制協議/網間協議，他是一個工業標準的協議集，它是爲廣域網設計的。其中包含了很多其他的協議，不過以TCP和IP協議爲代表。UDP(User Data Protocl)，即用戶數據報協議，是與TCP相對應的協議，它屬於TCP/IP協議族中的一個。TCP/IP進行數據傳輸主要分爲兩個過程：建立連接過程和數據傳輸過程。
- TCP/IP協議通過三次握手建立一個可靠的連接，步驟：
- 第一次握手：建立連接時，客戶端發送syn包(syn=j)到服務器，並進入SYN_SEND狀態，等待服務器確認；
- 第二次握手：服務器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=j+1），同時自己也發送一個SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態；
- 第三次握手：客戶端收到服務器的SYN＋ACK包，向服務器發送確認包ACK(ack=k+1)，此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手。
- 數據傳輸過程：發送端發送數據，然後進入等待ACK確定信號狀態，隨後接收端接收到數據，發送ACK確認信號，發送端接收到ACK後才發送下一組數據，同時發送端有一個定時器，定時時間到了沒有接收到ACK，就認爲發送失敗了，進行重新發送。因爲發送端發送完數據後處於等待狀態，因此爲了提高效率，引入“滑動窗口”的概念，就是發送的時候一次發送多組數據，相當於窗口的大小，然後當接收到第一個ACK後，就將窗口向後移動一個數據，就形成了滑動窗口的情況。
下表顯示了協議間的關係：
2. Socket的基本概念
Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口，在設計模式中，Socket就是一個門面模式，它把複雜的TCP/IP協議族隱藏在了Scoket接口的後面，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議。
3. Socket的使用
舉個簡單的例子先：你要打電話給一個朋友，先撥號，朋友聽到電話鈴聲後提取電話，這時你和你的朋友就建立起了連接，就可以講話了，等交流結束，掛斷電話結束此次交談，這個生活場景的例子就解釋了TCP/IP的工作原理和流程，其具體的流程圖如下所示：
- 使用WSAStartup()函數檢查系統協議棧安裝情況
- 使用socket()函數創建服務器端通信套接口
- 使用bind()函數將創建的套接口與服務器地址綁定
- 使用listen()函數使服務器套接口做好接收連接請求準備
- 使用accept()接收來自客戶端由connect()函數發出的連接請求
- 根據連接請求建立鏈接後，使用send()還唸書發送數據，或者使用recv()函數接收數據
- 使用closesocket()函數關閉套接口（可以先用shutdown()函數吸納關閉讀寫通道）
- 最後調用WSACleanup()函數結束Winsock Sockets API
- 使用WSAStartup()函數檢查系統協議棧安裝情況
- 使用socket()函數創建客戶端套接口
- 使用connect()函數發出與服務器建立連接的請求（調用前可以不用bind()端口號，由系統自動完成）
- 連接建立後使用send()函數發送數據，或使用recv()函數接收數據
- 是喲個closesocket()函數關閉套接口
- 最後掉壓迫能夠WSACleanup()函數，結束Winsock Sockets API
4. Socket的send和recv函數
socket的發送和接收緩存區是兩個相互獨立的緩存區。socket的send和recv函數分爲阻塞模式的和非阻塞模式的，在定義socket的時候，默認設置爲了阻塞模式，而後如果想要改變爲非阻塞模式，只需使用ioctlsocket函數進行設置即可。非阻塞模式一旦調用即刻返回，因此如果傳輸數據較爲稀疏，則會經常返回失敗信息，爲此一般使用循環來接收數據。而常用的方式是阻塞模式，send函數沒啥問題，而recv函數一般配合select函數，可以做到雖然recv是阻塞的，但是合起來的效果是阻塞一段時間的方式。下面給出send和recv函數的工作流程。
- 阻塞模式下的send和recv函數
int send( SOCKET s,const char FAR *buf,int len,int flags );
不論是客戶還是服務器應用程序都用send函數來向TCP連接的另一端發送數據。
客戶程序一般用send函數向服務器發送請求，而服務器則通常用send函數來向客戶程序發送應答。
該函數的第一個參數指定發送端套接字描述符；
第二個參數指明一個存放應用程序要發送數據的緩衝區；
第三個參數指明實際要發送的數據的字節數；
第四個參數一般置0。
這裏只描述同步Socket的send函數的執行流程。當調用該函數時，send先比較待發送數據的長度len和套接字s的發送緩衝的長度，如果len大於s的發送緩衝區的長度，該函數返回SOCKET_ERROR；如果len小於或者等於s的發送緩衝區的長度，那麼send先檢查協議 是否正在發送s的發送緩衝中的數據，如果是就等待協議把數據發送完，如果協議還沒有開始發送s的發送緩衝中的數據或者s的發送緩衝中沒有數據，那麼 send就比較s的發送緩衝區的剩餘空間和len，如果len大於剩餘空間大小send就一直等待協議把s的發送緩衝中的數據發送完，如果len小於剩餘 空間大小send就僅僅把buf中的數據copy到剩餘空間裏（注意並不是send把s的發送緩衝中的數據傳到連接的另一端的，而是協議傳的，send僅僅是把buf中的數據copy到s的發送緩衝區的剩餘空間裏）。如果send函數copy數據成功，就返回實際copy的字節數，如果send在copy數據時出現錯誤，那麼send就返回SOCKET_ERROR；如果send在等待協議傳送數據時網絡斷開的話，那麼send函數也返回SOCKET_ERROR。
要注意send函數把buf中的數據成功copy到s的發送緩衝的剩餘空間裏後它就返回了，但是此時這些數據並不一定馬上被傳到連接的另一端。
注意：在Unix系統下，如果send在等待協議傳送數據時網絡斷開的話，調用send的進程會接收到一個SIGPIPE信號，進程對該信號的默認處理是進程終止。
int recv( SOCKET s,char FAR *buf,int len,int flags);
不論是客戶還是服務器應用程序都用recv函數從TCP連接的另一端接收數據。
該函數的第一個參數指定接收端套接字描述符；
第二個參數指明一個緩衝區，該緩衝區用來存放recv函數接收到的數據；
第三個參數指明buf的長度；
第四個參數一般置0。
這裏只描述同步Socket的recv函數的執行流程。當應用程序調用recv函數時，recv先等待s的發送緩衝 中的數據被協議傳送完畢，如果協議在傳送s的發送緩衝中的數據時出現網絡錯誤，那麼recv函數返回SOCKET_ERROR，如果s的發送緩衝中沒有數 據或者數據被協議成功發送完畢後，recv先檢查套接字s的接收緩衝區，如果s接收緩衝區中沒有數據或者協議正在接收數據，那麼recv就一直等待，只到 協議把數據接收完畢。當協議把數據接收完畢，recv函數就把s的接收緩衝中的數據copy到buf中（注意協議接收到的數據可能大於buf的長度，所以 在這種情況下要調用幾次recv函數才能把s的接收緩衝中的數據copy完。recv函數僅僅是copy數據，真正的接收數據是協議來完成的），recv函數返回其實際copy的字節數。如果recv在copy時出錯，那麼它返回SOCKET_ERROR；如果recv函數在等待協議接收數據時網絡中斷了，那麼它返回0。
2. 非阻塞模式
非阻塞模式就是一旦調用，如果不滿足copy條件，則函數馬上返回失敗信息。
5. Winsock編程流程（以服務器端爲例）
1. 使用WSAStartup()裝載檢查TCP/IP協議
2. 創建套接字，有三種類型的套接字供選擇：流式套接字（用於TCP），數據報套接字（UDP）和原始套接字（底層協議）
3. 將創建好的套接字和IP地址以及端口進行綁定
4. 使用getsockopt獲得套接口的參數，使用setsockopt設置套接口的參數（主要設置套接口的收發緩存大小），使用ioctlsocket
設置阻塞還是非阻塞的模式（這裏的阻塞和非阻塞模式指的是API函數是否調用完馬上返回）
5. 進行通信，在通信的部分，windows socket給我們提供了五種I/O模型用於收發通信：（他們都可以和阻塞或非阻塞函數一起
使用）
a. select模型，常用的模型，以select函數爲核心，可以監控套接口是否有數據收發。它是同步模型。
b. WSAAsyncSelect模型，異步I/O模型，利用windows的消息機制實現異步接收，需要有窗口接收消息，只有接收數據是
異步的。
c. WSAEventSelect 模型，異步I/O模型，通過事件觸發來實現異步接收，它不需要接收窗口。
d. 重疊模型：比較完美的模型。
e. 完成端口：最爲複雜的I/O模型，當需要一個進程管理很多的套接口的時候，很適合使用這種模型。
6. 使用closesocket()函數關閉套接口的收發。
7. 使用WSACleanup()函數卸載TCP/IP協議。
