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這一篇我們先了解一下基本知識(shí)暗膜，這樣對(duì)我們后面的學(xué)習(xí)更加有幫助? 壮虫。

Socket，WebSocket，Http数冬，Tcp等這些我們已經(jīng)聽(tīng)的耳朵有繭了鸟缕，但是用得時(shí)候還是復(fù)習(xí)一下吧俯画。

大學(xué)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的時(shí)候老師講過(guò)，網(wǎng)絡(luò)由下往上分為物理層两踏、數(shù)據(jù)鏈路層败京、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層梦染、會(huì)話層喧枷、表示層和應(yīng)用層。通過(guò)初步的了解弓坞，我知道IP協(xié)議對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層，TCP協(xié)議對(duì)應(yīng)于傳輸層车荔，而HTTP協(xié)議對(duì)應(yīng)于應(yīng)用層渡冻，三者從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)沒(méi)有可比性，socket則是對(duì)TCP/IP協(xié)議的封裝和應(yīng)用（程序員層面上）忧便。也可以說(shuō)族吻，TPC/IP協(xié)議是傳輸層協(xié)議，主要解決數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸超歌，而HTTP是應(yīng)用層協(xié)議，主要解決如何包裝數(shù)據(jù)蒂教。關(guān)于TCP/IP和HTTP協(xié)議的關(guān)系巍举，網(wǎng)絡(luò)有一段比較容易理解的介紹：

“我們?cè)趥鬏敂?shù)據(jù)時(shí)，可以只使用（傳輸層）TCP/IP協(xié)議凝垛，但是那樣的話懊悯，如果沒(méi)有應(yīng)用層蜓谋，便無(wú)法識(shí)別數(shù)據(jù)內(nèi)容，如果想要使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有意義炭分，則必須使用到應(yīng)用層協(xié)議桃焕，應(yīng)用層協(xié)議有很多，比如HTTP捧毛、FTP观堂、TELNET等，也可以自己定義應(yīng)用層協(xié)議呀忧。WEB使用HTTP協(xié)議作應(yīng)用層協(xié)議，以封裝HTTP文本信息荐虐，然后使用TCP/IP做傳輸層協(xié)議將它發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上「Ｑ铮”

而我們平時(shí)說(shuō)的最多的socket是什么呢，實(shí)際上socket是對(duì)TCP/IP協(xié)議的封裝铛碑，Socket本身并不是協(xié)議，而是一個(gè)調(diào)用接口（API）汽烦，通過(guò)Socket，我們才能使用TCP/IP協(xié)議撇吞。實(shí)際上，Socket跟TCP/IP協(xié)議沒(méi)有必然的聯(lián)系牍颈。Socket編程接口在設(shè)計(jì)的時(shí)候迄薄，就希望也能適應(yīng)其他的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所以說(shuō)煮岁，Socket的出現(xiàn)只是使得程序員更方便地使用TCP/IP協(xié)議棧而已讥蔽，是對(duì)TCP/IP協(xié)議的抽象，從而形成了我們知道的一些最基本的函數(shù)接口画机，比如create冶伞、listen、connect步氏、accept响禽、send、read和write等等。網(wǎng)絡(luò)有一段關(guān)于socket和TCP/IP協(xié)議關(guān)系的說(shuō)法比較容易理解：

“TCP/IP只是一個(gè)協(xié)議棧金抡，就像操作系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制一樣瀑焦，必須要具體實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還要提供對(duì)外的操作接口梗肝。這個(gè)就像操作系統(tǒng)會(huì)提供標(biāo)準(zhǔn)的編程接口榛瓮，比如win32編程接口一樣，TCP/IP也要提供可供程序員做網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)所用的接口巫击，這就是Socket編程接口禀晓。”

關(guān)于TCP/IP協(xié)議的相關(guān)只是坝锰，用博大精深來(lái)講我想也不為過(guò)粹懒，單單查一下網(wǎng)上關(guān)于此類只是的資料和書(shū)籍文獻(xiàn)的數(shù)量就知道，這個(gè)我打算會(huì)買一些經(jīng)典的書(shū)籍（比如《TCP/IP詳解：卷一顷级、卷二凫乖、卷三》）進(jìn)行學(xué)習(xí)，今天就先總結(jié)一些基于基于TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用和編程接口的知識(shí)弓颈，也就是剛才說(shuō)了很多的HTTP和Socket帽芽。

CSDN上有個(gè)比較形象的描述：

HTTP是轎車，提供了封裝或者顯示數(shù)據(jù)的具體形式翔冀；

Socket是發(fā)動(dòng)機(jī)导街，提供了網(wǎng)絡(luò)通信的能力。

實(shí)際上纤子，傳輸層的TCP是基于網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議的搬瑰，而應(yīng)用層的HTTP協(xié)議又是基于傳輸層的TCP協(xié)議的，而Socket本身不算是協(xié)議控硼，就像上面所說(shuō)泽论，它只是提供了一個(gè)針對(duì)TCP或者UDP編程的接口翼悴。

下面是一些經(jīng)常在筆試或者面試中碰到的重要的概念说订，特在此做摘抄和總結(jié)陶冷。

一什么是TCP連接的三次握手

第一次握手：客戶端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器埂伦，并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)思恐，等待服務(wù)器確認(rèn)；

第二次握手：服務(wù)器收到syn包基跑，必須確認(rèn)客戶的SYN（ack=j+1）媳否，同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包（syn=k），即SYN+ACK包力图，此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)吃媒；

第三次握手：客戶端收到服務(wù)器的SYN＋ACK包吕喘，向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1)兽泄，此包發(fā)送完畢，客戶端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)胃珍，完成三次握手觅彰。

握手過(guò)程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)填抬，三次握手完畢后飒责，客戶端與服務(wù)器才正式開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)仆潮。理想狀態(tài)下，TCP連接一旦建立拾并，在通信雙方中的任何一方主動(dòng)關(guān)閉連接之前屏歹，TCP連接都將被一直保持下去之碗。斷開(kāi)連接時(shí)服務(wù)器和客戶端均可以主動(dòng)發(fā)起斷開(kāi)TCP連接的請(qǐng)求继控，斷開(kāi)過(guò)程需要經(jīng)過(guò)“四次握手”（過(guò)程就不細(xì)寫了武通，就是服務(wù)器和客戶端交互，最終確定斷開(kāi)）

二利用Socket建立網(wǎng)絡(luò)連接的步驟

建立Socket連接至少需要一對(duì)套接字尾菇，其中一個(gè)運(yùn)行于客戶端派诬，稱為ClientSocket默赂，另一個(gè)運(yùn)行于服務(wù)器端缆八，稱為ServerSocket奈辰。

套接字之間的連接過(guò)程分為三個(gè)步驟：服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)乱豆，客戶端請(qǐng)求宛裕，連接確認(rèn)揩尸。

1、服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)：服務(wù)器端套接字并不定位具體的客戶端套接字疲酌，而是處于等待連接的狀態(tài)朗恳，實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，等待客戶端的連接請(qǐng)求油航。

2谊囚、客戶端請(qǐng)求：指客戶端的套接字提出連接請(qǐng)求镰踏，要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字奠伪。為此绊率，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字滤否，指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號(hào)藐俺，然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請(qǐng)求紊搪。

3耀石、連接確認(rèn)：當(dāng)服務(wù)器端套接字監(jiān)聽(tīng)到或者說(shuō)接收到客戶端套接字的連接請(qǐng)求時(shí)滞伟，就響應(yīng)客戶端套接字的請(qǐng)求梆奈，建立一個(gè)新的線程亩钟，把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶端清酥，一旦客戶端確認(rèn)了此描述，雙方就正式建立連接臭觉。而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)蝠筑，繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請(qǐng)求什乙。

三HTTP鏈接的特點(diǎn)

HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(Hypertext Transfer Protocol )已球，是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)退疫，也是手機(jī)聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一鸽素，HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應(yīng)用棒坏。

HTTP連接最顯著的特點(diǎn)是客戶端發(fā)送的每次請(qǐng)求都需要服務(wù)器回送響應(yīng)坝冕，在請(qǐng)求結(jié)束后喂窟，會(huì)主動(dòng)釋放連接磨澡。從建立連接到關(guān)閉連接的過(guò)程稱為“一次連接”。

四厦酬、TCP和UDP的區(qū)別（考得最多。袄友。快被考爛了我覺(jué)得）

1支竹、TCP是面向鏈接的旋廷，雖然說(shuō)網(wǎng)絡(luò)的不安全不穩(wěn)定特性決定了多少次握手都不能保證連接的可靠性，但TCP的三次握手在最低限度上（實(shí)際上也很大程度上保證了）保證了連接的可靠性礼搁；而UDP不是面向連接的饶碘，UDP傳送數(shù)據(jù)前并不與對(duì)方建立連接，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)也不發(fā)送確認(rèn)信號(hào)馒吴，發(fā)送端不知道數(shù)據(jù)是否會(huì)正確接收扎运，當(dāng)然也不用重發(fā)，所以說(shuō)UDP是無(wú)連接的饮戳、不可靠的一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議豪治。

2、也正由于1所說(shuō)的特點(diǎn)扯罐，使得UDP的開(kāi)銷更小數(shù)據(jù)傳輸速率更高歹河，因?yàn)椴槐剡M(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)的確認(rèn)，所以UDP的實(shí)時(shí)性更好。

知道了TCP和UDP的區(qū)別芭梯，就不難理解為何采用TCP傳輸協(xié)議的MSN比采用UDP的QQ傳輸文件慢了贬派，但并不能說(shuō)QQ的通信是不安全的戒努，因?yàn)槌绦騿T可以手動(dòng)對(duì)UDP的數(shù)據(jù)收發(fā)進(jìn)行驗(yàn)證撒穷，比如發(fā)送方對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號(hào)然后由接收方進(jìn)行驗(yàn)證啊什么的，即使是這樣，UDP因?yàn)樵诘讓訁f(xié)議的封裝上沒(méi)有采用類似TCP的“三次握手”而實(shí)現(xiàn)了TCP所無(wú)法達(dá)到的傳輸效率。

簡(jiǎn)單總結(jié)：

HTTP協(xié)議：簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議拷恨，對(duì)應(yīng)于應(yīng)用層? 冕杠，HTTP協(xié)議是基于TCP連接的。

TCP協(xié)議：? 對(duì)應(yīng)于傳輸層酪穿。

IP協(xié)議：? ? 對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層涧团。

TCP/IP是傳輸層協(xié)議，主要解決數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸；而HTTP是應(yīng)用層協(xié)議，主要解決如何包裝數(shù)據(jù)屿笼。

Socket是對(duì)TCP/IP協(xié)議的封裝杈曲，Socket本身并不是協(xié)議涌献，而是一個(gè)調(diào)用接口（API）利术，通過(guò)Socket轮蜕，我們才能使用TCP/IP協(xié)議葱蝗。

HTTP連接：HTTP連接就是所謂的短連接，即客戶端向服務(wù)器端發(fā)送一次請(qǐng)求嗤锉，服務(wù)器端響應(yīng)后連接即會(huì)斷掉披坏；

Socket連接：Socket連接就是所謂的長(zhǎng)連接帚屉，理論上客戶端和服務(wù)器端一旦建立起連接將不會(huì)主動(dòng)斷掉喻旷；但是由于各種環(huán)境因素可能會(huì)是連接斷開(kāi)烙无，比如說(shuō)：服務(wù)器端或客戶端主機(jī)down了，網(wǎng)絡(luò)故障灾部，或者兩者之間長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)防火墻可能會(huì)斷開(kāi)該連接以釋放網(wǎng)絡(luò)資源。所以當(dāng)一個(gè)Socket連接中沒(méi)有數(shù)據(jù)的傳輸，那么為了維持連接需要發(fā)送心跳消息~~具體心跳消息格式是開(kāi)發(fā)者自己定義的厂捞。

WebSocket

WebSocket是HTML5開(kāi)始提供的一種瀏覽器與服務(wù)器間進(jìn)行全雙工通訊的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)输玷。 WebSocket通信協(xié)定于2011年被IETF定為標(biāo)準(zhǔn) RFC 6455，WebSocketAPI被W3C定為標(biāo)準(zhǔn)靡馁。

在WebSocket API中欲鹏，瀏覽器和服務(wù)器只需要要做一個(gè)握手的動(dòng)作，然后臭墨，瀏覽器和服務(wù)器之間就形成了一條快速通道赔嚎。兩者之間就直接可以數(shù)據(jù)互相傳送。

現(xiàn)在胧弛，很多網(wǎng)站為了實(shí)現(xiàn)推送技術(shù)尤误，所用的技術(shù)都是輪詢。輪詢是在特定的的時(shí)間間隔（如每1秒）结缚，由瀏覽器對(duì)服務(wù)器發(fā)出HTTP request损晤，然后由服務(wù)器返回最新的數(shù)據(jù)給客戶端的瀏覽器。這種傳統(tǒng)的模式帶來(lái)很明顯的缺點(diǎn)红竭，即瀏覽器需要不斷的向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求尤勋，然而HTTP request的header是非常長(zhǎng)的，里面包含的數(shù)據(jù)可能只是一個(gè)很小的值茵宪，這樣會(huì)占用很多的帶寬和服務(wù)器資源最冰。

而比較新的技術(shù)去做輪詢的效果是Comet，使用了AJAX稀火。但這種技術(shù)雖然可達(dá)到雙向通信暖哨，但依然需要發(fā)出請(qǐng)求，而且在Comet中凰狞，普遍采用了長(zhǎng)鏈接篇裁，這也會(huì)大量消耗服務(wù)器帶寬和資源。

面對(duì)這種狀況赡若，Html5定義了WebSocket協(xié)議达布，能更好的節(jié)省服務(wù)器資源和帶寬并達(dá)到實(shí)時(shí)通訊。

握手協(xié)議

在實(shí)現(xiàn)Websocket連線過(guò)程中斩熊，需要透過(guò)瀏覽器發(fā)出Websocket連線請(qǐng)求往枣，然后服務(wù)器發(fā)出回應(yīng)，這個(gè)過(guò)程通常稱為“握手” (handshaking)。

PS:后期的版本大多屬于功能上的擴(kuò)充分冈，例如使用第7版的握手協(xié)議同樣也適用于第8版的握手協(xié)議圾另。

瀏覽器請(qǐng)求

GET / HTTP/1.1

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

Host: example.com

Origin: null

Sec-WebSocket-Key: sN9cRrP/n9NdMgdcy2VJFQ==

Sec-WebSocket-Version: 13

服務(wù)器回應(yīng)

HTTP/1.1 101 Switching Protocols

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

Sec-WebSocket-Accept: fFBooB7FAkLlXgRSz0BT3v4hq5s=

Sec-WebSocket-Origin: null

Sec-WebSocket-Location: ws://example.com/

原理

在請(qǐng)求中的“Sec-WebSocket-Key”是隨機(jī)的，服務(wù)器端會(huì)用這些數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)造出一個(gè)SHA-1的信息摘要雕沉。

把“Sec-WebSocket-Key”加上一個(gè)魔幻字符串“258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”集乔。使用 SHA-1 加密，之后進(jìn)行 BASE-64編碼坡椒，將結(jié)果做為 “Sec-WebSocket-Accept”頭的值扰路，返回給客戶端。

客戶端的Websocket對(duì)象一共綁定了四個(gè)事件：

1倔叼、onopen：連接建立時(shí)觸發(fā)汗唱；

2、onmessage：收到服務(wù)端消息時(shí)觸發(fā)丈攒；

3哩罪、onerror：連接出錯(cuò)時(shí)觸發(fā)；

4巡验、onclose：連接關(guān)閉時(shí)觸發(fā)际插；

有了這4個(gè)事件，我們就可以很容易很輕松的駕馭websocket显设，并且需要說(shuō)明的是websocket支持二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸框弛，因此，它遠(yuǎn)不止聊天室應(yīng)用這么簡(jiǎn)單捕捂。

WebSocket API是下一代客戶端-服務(wù)器的異步通信方法瑟枫。該通信取代了使用ws或wss協(xié)議的單個(gè)的TCP套接字，可用于任意的客戶端和服務(wù)器程序

WebSocket API最偉大之處在于在任意時(shí)刻服務(wù)器和客戶端可以相互推送信息绞蹦。WebSocket并不限于以Ajax(或XHR)方式通信力奋，Ajax技術(shù)需要客戶端發(fā)起請(qǐng)求榜旦，而WebSocket服務(wù)器和客戶端可以彼此相互推送信息幽七；XHR受到域的限制，而WebSocket是允許跨域通信溅呢。

在服務(wù)器方面澡屡，網(wǎng)上都有不同對(duì)websocket支持的服務(wù)器：

PHP - http://code.google.com/p/phpwebsocket/

jetty - http://jetty.codehaus.org/jetty/ (版本7開(kāi)始支持websocket)

netty - http://www.jboss.org/netty

ruby - http://github.com/gimite/web-socket-ruby

Kaazing - http://www.kaazing.org/confluence/display/KAAZING/Home

Tomcat - http://tomcat.apache.org/ (7.0.26支持websocket)

Node.js - https://github.com/Worlize/WebSocket-Node