NetzwerkSockets

NetzwerkSockets sind abstrakte Endpunkte der Kommunikation zwischen Prozessen, die über ein Netzwerk verbunden sind. Sie basieren typischerweise auf der Berkeley-Sockets-API und ermöglichen eine bidirektionale Datenübertragung. Typische Protokolle sind TCP, UDP und SCTP. TCP ist verbindungsorientiert und zuverlässig; UDP ist verbindungslos und eignet sich für schnelle, unverlässliche Nachrichten. SCTP bietet optionale Mehrfach-Streams und Zuverlässigkeit.

Es gibt verschiedene Socket-Typen: STREAM-Sockets (SOCK_STREAM) für TCP und Datagram-Sockets (SOCK_DGRAM) für UDP. Der Lebenszyklus beginnt mit socket(), gefolgt von setsockopt() zur Konfiguration. Server binden die Adresse mit bind(), lauschen mit listen() und akzeptieren Verbindungen über accept(). Clients verbinden sich mit connect(). Daten werden über send()/recv() übertragen; UDP verwendet sendto()/recvfrom().

Viele Anwendungen nutzen nicht-blockierende Sockets oder asynchrone I/O, gesteuert durch Multiplexing mit select(), poll(), epoll() oder kqueue. Plattformunterschiede bestehen zwischen POSIX-Systemen (Linux, macOS, Unix) und Windows (Winsock). Unter Windows muss WSAStartup() aufgerufen werden, und das Beenden erfolgt mit closesocket().

Sockets bilden die Grundbausteine vieler Netzwerkprogramme, wie Webserver, Chat-Dienste, Remote Procedure Calls und verteilte Systeme. Sicherheit entsteht durch Verschlüsselung auf höherer Ebene (TLS/SSL) oder integrierte Sicherheitsfunktionen sowie durch Netzwerkrichtlinien und Zugriffskontrollen.

Herausforderungen umfassen NAT und Firewalls, Latenz, Skalierbarkeit und plattformabhängige Unterschiede in API-Verhalten und Fehlercodes. Netzwerktechniken wie Multiplexing, Pufferverwaltung und Netzwerkfehlerbehandlung sind zentrale Aspekte beim Entwurf robuster socketbasierter Anwendungen.