Socket là gì? 5 loại Socket phổ biến bạn nên biết hiện nay

Bạn có bao giờ thắc mắc rằng, khi bạn truy cập một trang web trên điện thoại hoặc máy tính, thì dữ liệu giữa bạn và máy chủ web được truyền như thế nào? Hay khi chơi một trò chơi trực tuyến, thì cách mà các máy tính riêng biệt trò chuyện với nhau ra sao? Câu trả lời cho tất cả những thắc mắc này chính là Socket. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu Socket là gì, cách thức hoạt động của nó và các loại phổ biến hiện nay. Khám phá ngay.

Socket là gì?

Đầu tiên chúng ta cùng đi vào tìm hiểu Socket là gì trong lĩnh vực công nghệ máy tính để hiểu tổng quan trước khi đi vào chi tiết. Socket là một điểm cuối end-point trong những liên kết truyền thông hai chiều (two-way communication) nhằm kết nối giữa Client – Server. Mọi lớp Socket sẽ được ràng buộc với một Port (đây có thể là một số cụ thể) để những lớp TCP (TCP Layer) có thể định danh ứng dụng mọi dữ liệu gửi tới.

Ví dụ: Giả sử có hai người ở những địa điểm khác nhau muốn tương tác và đều sở hữu một chiếc điện thoại di động. Vì vậy, một trong số họ phải bắt đầu liên lạc bằng cách quay số cho người còn lại và sau khi người kia nhận được cuộc gọi, một liên kết sẽ được tạo ra giữa hai người. Trong trường hợp này,  điện thoại di động đóng vai trò là Socket và điểm cuối của liên lạc.

Tương tự như cách hoạt động kết nối nguồn điện, kênh liên lạc có thể được coi là một cáp điện có phích cắm và cổng, còn Socket đóng vai trò là ổ cắm hoặc ổ cắm điện, như minh họa trong hình dưới đây.

Chương trình lập trình của bạn có thể chèn byte, lúc này sẽ được gửi đến một chương trình khác ở đâu đó. Có nhiều loại Socket khác nhau, mỗi loại có chức năng hơi khác nhau, nhưng chúng đều có khả năng gửi và nhận thông tin giữa các chương trình.

Khi một chương trình đang “lắng nghe socket” hay hiểu đơn giản hơn là tiếp nhận những kết nối, đồng nghĩa với việc chương trình đó cũng đang tạo ra một Socket nhưng chưa có chương trình thứ hai để tiếp nhận tín hiệu. Nó sẽ đợi đến khi có một chương trình khác đến và nói “Xin chào, tôi muốn nói chuyện với bạn”. Đó sẽ là lúc 2 chương trình được kết nối với nhau qua Socket.

Các loại Socket phổ biến

Bây giờ chắc hẳn mọi người sẽ thắc mắc Socket sẽ gồm có những loại phổ biến nào, không để các bạn phải tò mò thêm nữa, GCS Vietnam xin được giới thiệu 5 loại Socket được doanh nghiệp lựa chọn sử dụng nhiều được sắp xếp theo thứ tự từ trên xuống dưới. Hai loại đầu tiên là phổ biến nhất, còn 3 loại cuối cùng hiếm khi được sử dụng hơn. Cụ thể gồm:   

1. Stream Sockets

Khi sử dụng loại Socket này, các vận chuyển kết nối trong một hệ thống nối mạng được đảm bảo. Nếu bạn gửi qua Stream Socket, ví dụ là 3 thứ “A,B,C” thì chúng sẽ được chuyển theo đúng trình tự đó, tức vẫn là “A,B,C”.  Dữ liệu được gửi qua các kết nối này bằng TCP (Giao thức điều khiển truyền tải). Nếu không thể gửi được, người gửi sẽ nhận được thông báo lỗi. Ngoài ra, bản ghi dữ liệu trong Stream Sockets không có giới hạn.

2. Datagram Sockets

Còn đối với Datagram Sockets thì ngược lại. Các vận chuyển kết nối sẽ không được đảm bảo trong hệ thống mạng. Chúng không có kết nối, nghĩa là các Datagram Sockets không yêu cầu kết nối mở như Stream Sockets. Thay vào đó, bạn sẽ tạo một gói chứa thông tin đích. Các Sockets này sẽ sử dụng Giao thức gói dữ liệu người dùng (User Datagram Protocol – UDP).

3. Raw Sockets

Raw Sockets cung cấp cho người dùng quyền truy cập vào các giao thức kết nối cơ bản cho phép hỗ trợ các loại khác. Các Sockets này thường được định hướng theo gói dữ liệu, tuy nhiên các thuộc tính cụ thể của chúng khác nhau tùy thuộc vào giao diện của giao thức. 

Ngoài ra, Raw Sockets không được thiết kế để sử dụng cho số đông người dùng; chúng được tạo ra chủ yếu dành cho những người quan tâm đến việc xây dựng các giao thức liên lạc mới hoặc có quyền truy cập vào một số tính năng truyền thống hơn giao thức hiện tại.

4. Sequenced Packet Sockets

Xét về cách thức hoạt động, Sequenced Packet Sockets giống hệt với Stream Sockets, ngoại trừ giới hạn bản ghi được giữ lại. Giao diện này chỉ khả dụng như một phần của Hệ thống mạng Socket (NS) và nó rất quan trọng trong hầu hết các ứng dụng NS chính. 

Sequenced Packet Sockets cho phép người dùng thao tác các tiêu đề Sequence Packet Protocol (SPP) hoặc Giao thức Internet Datagram (IDP) trên một gói hoặc một nhóm gói, bằng cách viết tiêu đề nguyên mẫu cùng với dữ liệu được gửi hoặc bằng cách chỉ định một tiêu đề mặc định được sử dụng với tất cả dữ liệu gửi đi và chúng cũng cho phép người dùng nhận các tiêu đề trên các gói được chuyển đến.

5. Unix Domain Sockets

Unix Domain Sockets (UDS) là một phương thức giao tiếp nội bộ giữa các tiến trình (process) trên cùng một máy tính. Khác với Socket truyền thống sử dụng giao thức mạng như TCP/IP, UDS hoạt động hoàn toàn trong nhân hệ điều hành, bỏ qua các bước kiểm tra và định tuyến phức tạp. 

Điều này mang lại lợi thế tốc độ truyền dữ liệu cực nhanh và tiêu thụ tài nguyên hệ thống thấp. Giống như một file system node, UDS được truy cập thông qua đường dẫn, tạo cảm giác quen thuộc với lập trình viên.

Cách thức hoạt động của Socket

Sau đây chúng ta sẽ nói đến cách thức hoạt động điển hình của một Socket. Trong cách tiếp cận máy khách-máy chủ, Socket của tiến trình máy chủ sẽ lắng nghe các yêu cầu từ máy khách. 

Để thực hiện việc này, trước tiên máy chủ chỉ định (liên kết) một địa chỉ mà máy khách có thể sử dụng để định vị máy chủ. Sau khi địa chỉ được thiết lập, máy chủ sẽ đợi khách hàng yêu cầu dịch vụ. Khi máy khách kết nối với máy chủ qua Socket, dữ liệu sẽ được trao đổi giữa hai máy. Máy chủ xử lý yêu cầu của khách hàng và trả về phản hồi cho khách hàng.

Hình ảnh dưới đây mô tả quy trình hoạt động thông thường (và chuỗi API) cho hướng kết nối Socket.

Đây là quy trình hoạt động điển hình của một socket: 

• API Socket tạo điểm cuối giao tiếp và trả về bộ mô tả như tên được thiết lập ban đầu.
• Khi một ứng dụng có bộ mô tả, nó có thể gán một tên duy nhất. Để có thể truy cập được mạng, trước tiên các máy chủ phải có tên đại diện ở điểm cuối.
• API listen() biểu thị sự sẵn sàng chấp nhận các yêu cầu kết nối của máy khách. Khi API listen( ) được cấp cho một Socket, thì nó sẽ không thể chủ động bắt đầu các yêu cầu kết nối. API listen () được phát hành sau khi Socket được phân bổ từ socket () và  bind () liên kết tên với nhau. API listen () phải được triển khai trước khi API Accept hoạt động.
• Để thiết lập kết nối với máy chủ, ứng dụng máy khách sẽ cần sử dụng API kết nối trên Stream Socket.
• Chương trình máy chủ chấp nhận yêu cầu kết nối máy khách thông qua API accept(). Máy chủ phải cấp thành công API Bind và Listen trước khi cấp API Accept.
• Khi kết nối được thực hiện giữa các Stream Socket (máy khách và máy chủ), bạn có thể sử dụng bất kỳ API truyền dữ liệu nào. Máy khách và máy chủ có thể chọn từ nhiều API truyền dữ liệu khác nhau, bao gồm send(), recv(), read() và write().
• Khi máy chủ hoặc máy khách muốn dừng quá trình vận hành này, nó sẽ xuất hiện API close () để có thể loại bỏ các nguồn hệ thống được yêu cầu bởi Socket.

Socket khác biệt như nào với Google Endpoint?

Vậy Socket có giống với Google Endpoint không? Câu trả lời là có vì ngay từ tên gọi đã có những điểm khác biệt, quan trọng hơn là về cách thức hoạt động, chức năng và mục đích sử dụng.

Cách thức hoạt động

Như chúng ta đã tìm hiểu ở trên, Socket là một phương thức giao tiếp trực tiếp giữa các ứng dụng, cho phép truyền dữ liệu qua mạng. Dịch vụ này hoạt động dựa trên mô hình máy chủ-máy khách, nơi một ứng dụng đóng vai trò máy chủ lắng nghe yêu cầu từ các ứng dụng máy khách khác.

Bên cạnh đó, Google Endpoint là một dịch vụ được quản lý giúp đơn giản hóa việc phát triển, triển khai và bảo mật API. Dịch vụ này cung cấp nhiều tính năng như xác thực, ủy quyền, giám sát và quản lý phiên bản.

Chức năng

Socket cung cấp chức năng cơ bản nhất cho giao tiếp giữa các ứng dụng, đó là truyền dữ liệu. Như vậy nó được sử dụng cho nhiều loại ứng dụng khác nhau, bao gồm web, Email, trò chơi trực tuyến, và hệ thống nhúng.

Tuy nhiên, Google Endpoint cung cấp nhiều tính năng hơn Socket, bao gồm:

• Xác thực nâng cao: bảo vệ API của bạn khỏi những kẻ tấn công.
• Ủy quyền: kiểm soát quyền truy cập vào API của bạn.
• Giám sát: Tính năng này giúp bạn theo dõi việc sử dụng API của mình.
• Quản lý phiên bản: Google Endpoint cung cấp các tính năng quản lý phiên bản để giúp người dùng dễ dàng quản lý các phiên bản API của mình.

Mục đích sử dụng

Socket thường được sử dụng để phát triển các ứng dụng tùy chỉnh, nơi cần có sự kiểm soát cao về giao tiếp giữa các ứng dụng. Ngoài ra, doanh nghiệp cũng có thể tạo các ứng dụng có hiệu suất cao, linh hoạt và có khả năng mở rộng bằng Socket.

Với Google Endpoint, bạn có thể phát triển các API RESTful, nơi cần có các tính năng bảo mật và quản lý nâng cao. Google Endpoint có thể giúp bạn dễ dàng phát triển, triển khai và bảo mật API của mình.

Lợi ích của Socket đối với doanh nghiệp

Chúng ta đã đi được nửa chặng đường khám phá về Socket là gì. Nhưng các bạn đã biết về các lợi ích của Socket đối với doanh nghiệp như thế nào chưa? Nếu chưa, thì hãy cùng theo dõi phần dưới đây để hiểu rõ hơn nhé.

Tối ưu hóa chi phí truyền dữ liệu

Không giống như các kỹ thuật thời gian thực dựa trên HTTP (chẳng hạn như long-polling HTTP), giao thức Socket hoạt động trên các kết nối cố định thay vì chu kỳ yêu cầu/phản hồi HTTP liên tục. Socket tiêu thụ ít băng thông hơn và có độ trễ ngắn hơn HTTP, giảm gánh nặng cho cả máy khách và máy chủ. 

Đa dạng ngôn ngữ lập trình và nền tảng

Socket là một công nghệ hoàn thiện và được người dùng yêu thích, sử dụng rộng rãi. Ngoài ra, Socket cung cấp một số thư viện và khung triển khai giao thức này trong mọi ngôn ngữ lập trình và nền tảng phát triển. Hơn nữa, thực tế mọi trình duyệt web đều hỗ trợ API Socket.

Công nghệ WebSocket được thiết kế linh hoạt

Các chuyên gia đã nghiên cứu và phát triển công nghệ Socket cho phép giới thiệu các giao thức cấp ứng dụng cũng như các tiện ích mở rộng để có thêm chức năng.

Tính năng giúp đẩy nhanh dữ liệu ngay khi có sẵn mà không cần ấn chọn rất quan trọng trong trường hợp khách hàng phải ứng phó nhanh chóng với một sự cố (đặc biệt là sự cố mà khách hàng không thể dự đoán được, chẳng hạn như thông báo gian lận).

Cung cấp kênh liên lạc hai chiều thuận tiện

Điều này có nghĩa rằng máy chủ và máy khách có thể truyền các tin nhắn có độ trễ thấp cùng một lúc. Do đó, Socket thích hợp cho các ứng dụng trực tuyến thời gian thực hai chiều, dành cho nhiều người dùng như phòng trò chuyện. Vì vậy, Socket là giải pháp thay thế tốt hơn cho các giao thức chỉ cho phép giao tiếp một chiều, chẳng hạn như Server Sent Events (SSE).

Ứng dụng của Socket

Khi thế giới ngày càng được kết nối với nhau nhiều hơn, lập trình Socket sẽ trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Nó đóng vai trò là nền tảng cho nhiều ứng dụng hiện tại và sẽ tiếp tục được sử dụng để phát triển những ứng dụng mới và thú vị trong tương lai.

Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của socket trong phát triển ứng dụng:

• Trình duyệt web: sử dụng lập trình socket để kết nối với máy chủ web. Điều này cho phép trình duyệt web lấy các trang web và các tài nguyên khác từ máy chủ.
• Ứng dụng khách email: sử dụng lập trình socket để gửi và nhận email. Điều này cho phép ứng dụng email khách kết nối với máy chủ email cũng như gửi và nhận tin nhắn qua internet.
• Các chương trình chia sẻ tệp: Các chương trình chia sẻ tệp sử dụng lập trình socket để truyền tệp giữa các máy tính. Điều này cho phép các chương trình chia sẻ tệp kết nối với các máy tính khác và truyền dữ liệu qua internet.

Vậy quý bạn đọc có tò mò Socket được lập trình cho các ứng dụng nhắn tin như thế nào không? Dưới đây là ví dụ minh họa một đoạn lập trình bằng Python mà mọi người có thể tham khảo:

Đoạn mã lập trình Socket này tạo ra một chương trình trò chuyện cơ bản cho phép hai người dùng nói chuyện với nhau. Sẽ có 2 chương trình được lập. Chương trình ban đầu xây dựng một đối tượng socket và gán cho nó một cổng. Chương trình sau đó lắng nghe các kết nối. Khi kết nối được thiết lập, chương trình sẽ lấy dữ liệu từ đó và trả về dữ liệu cho máy khách. Cuối cùng, chương trình đó sẽ kết thúc kết nối.

Lời kết

Chuyến hành trình khám phá trực quan về Socket là gì? cùng GCS đã đến hồi kết. Mong rằng những trải nghiệm và thông tin cung cấp trong suốt chuyến đi đã giúp quý khách hiểu rõ về cách thức hoạt động cũng như lợi ích của Socket. Nếu bạn có thêm những thắc mắc về bài viết hay cần sự tư vấn từ chúng tôi về Google Workspace xin vui lòng liên hệ qua Hotline: 024.9999.7777 hoặc để lại thông tin kèm contact ở phần Livechat dưới bài viết này ngay.