套接字（Socket）是計算機網絡中最基本的通信抽象，它定義了兩個進程間通信的端點。在TCP/IP協議棧中，套接字是實現網絡通信的核心組件。

1. 套接字的基本概念

套接字是一種通信端點，它為進程間的通信提供了一種機制。在網絡通信中，每個進程都需要一個唯一的標識符來標識自己，這個標識符就是套接字。套接字由一個IP地址和一個端口號組成，其中IP地址標識了網絡中的一個設備，端口號標識了該設備上的一個應用程序。

1.1 套接字的分類

根據通信協議的不同，套接字可以分為以下幾種類型：

1.1.1 流式套接字（Stream Socket）

流式套接字基于TCP協議，提供了可靠的、面向連接的通信方式。它保證了數據的順序和完整性，適用于需要可靠傳輸的應用場景，如Web瀏覽、文件傳輸等。

1.1.2 數據報套接字（Datagram Socket）

數據報套接字基于UDP協議，提供了不可靠的、無連接的通信方式。它允許發送和接收獨立的消息，適用于實時性要求較高的應用場景，如語音通話、視頻會議等。

1.1.3 原始套接字（Raw Socket）

原始套接字允許直接訪問底層的網絡協議，如IP、ICMP等。它提供了更多的控制權，但使用起來較為復雜，通常用于網絡編程和協議分析。

1.1.4 序列包套接字（Sequenced Packet Socket）

序列包套接字是一種特殊的數據報套接字，它保證了消息的順序和最小傳輸單元，適用于需要順序傳輸的應用場景，如文件傳輸、遠程登錄等。

1.2 套接字的地址

套接字的地址由IP地址和端口號組成，它們共同唯一地標識了一個通信端點。IP地址可以是IPv4或IPv6地址，端口號是一個16位的整數，范圍從0到65535。

1.2.1 IP地址

IP地址是網絡中設備的唯一標識符，它分為IPv4和IPv6兩種類型。IPv4地址由32位二進制數組成，通常用點分十進制表示，如192.168.1.1。IPv6地址由128位二進制數組成，通常用冒號分隔的十六進制表示，如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。

1.2.2 端口號

端口號用于標識設備上的一個應用程序，它是一個16位的整數。端口號分為以下幾類：

1.2.2.1 知名端口（Well-known Ports）

知名端口號范圍從0到1023，它們被分配給常見的服務和應用程序，如HTTP服務使用80端口，SSH服務使用22端口等。

1.2.2.2 注冊端口（Registered Ports）

注冊端口號范圍從1024到49151，它們可以由用戶或應用程序注冊使用。

1.2.2.3 動態或私有端口（Dynamic or Private Ports）

動態或私有端口號范圍從49152到65535，它們通常由系統自動分配給臨時使用的應用程序。

2. 套接字的參數

套接字的參數主要包括以下幾個方面：

2.1 套接字類型（Socket Type）

套接字類型決定了套接字的通信方式，如流式套接字、數據報套接字等。在創建套接字時，需要指定套接字類型。

2.2 協議（Protocol）

協議指定了套接字使用的網絡協議，如TCP、UDP等。在創建套接字時，可以選擇使用默認協議，也可以指定特定的協議。

2.3 地址族（Address Family）

地址族指定了套接字使用的地址類型，如IPv4、IPv6等。在創建套接字時，需要指定地址族。

2.4 套接字選項（Socket Options）

套接字選項用于控制套接字的行為，如設置緩沖區大小、啟用或禁用Nagle算法等。套接字選項可以通過系統調用來設置。

2.5 套接字狀態（Socket State）

套接字狀態描述了套接字的當前狀態，如創建、連接、監聽、關閉等。在不同的狀態下，套接字可以執行不同的操作。