一、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議
定義:對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸格式疗杉、傳輸效率阵谚、傳輸步驟等做了統(tǒng)一規(guī)定,通信雙方必須同時(shí)遵守才能完成數(shù)據(jù)交換烟具,在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,這些鏈接和通信的規(guī)則被稱為網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議奠蹬。
網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議有很多種朝聋,目前應(yīng)用廣泛的是TCP/IP協(xié)議(Transmission Control Protocol/Internet Protocol? 傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議),它是一個(gè)包括TCP協(xié)議囤躁,IP協(xié)議冀痕,UDP協(xié)議(User? ?Datagram Protocol)、ICMP協(xié)議(Internet? Control? Message? ?Protocol)和其他一些協(xié)議的協(xié)議組狸演,先了解下TCP/IP協(xié)議組的層次結(jié)構(gòu)言蛇。
TCP/IP協(xié)議中的四層分別是應(yīng)用層,傳輸層宵距,網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層腊尚。
鏈路層:鏈路層用于定義物理傳輸通道,通常是對(duì)某些網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的驅(qū)動(dòng)協(xié)議满哪,例如針對(duì)光纖婿斥、雙絞線提供驅(qū)動(dòng)。
網(wǎng)絡(luò)層:網(wǎng)絡(luò)層是整個(gè)TCP/IP協(xié)議的核心哨鸭,它主要將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分組民宿,將分組數(shù)據(jù)發(fā)送到目標(biāo)計(jì)算機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)。
傳輸層:主要使用網(wǎng)絡(luò)程序進(jìn)行通信像鸡,在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)活鹰,可以采用TCP協(xié)議,也可以采用UDP協(xié)議只估。
應(yīng)用層:主要負(fù)責(zé)應(yīng)用程序的協(xié)議志群,如HTTP協(xié)議,F(xiàn)TP協(xié)議仅乓。
1赖舟、1、IP地址和端口號(hào)
IP地址:一臺(tái)計(jì)算機(jī)的唯一標(biāo)識(shí)夸楣。
目前使用的是IPv4宾抓,是由4個(gè)字節(jié)大小的二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示子漩。如00001010000000000000000000000001、由于二進(jìn)制形式表示IP地址不便于記憶和處理石洗,因此通常把Ip地址寫(xiě)成十進(jìn)制的形式幢泼,每個(gè)字節(jié)用一個(gè)十進(jìn)制數(shù)(0--255)表示,數(shù)字間用符號(hào).隔開(kāi)讲衫,如10.0.0.1缕棵;但是IPv4地址面臨枯竭,因此IPv6便應(yīng)運(yùn)而生涉兽,IPv6使用16個(gè)字節(jié)表示IP地址招驴,它擁有的地址容量約是IPv4的8*10^28倍,達(dá)到2^128個(gè)(算上全零的)枷畏,這樣就解決了網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量不足的問(wèn)題别厘。
通過(guò)IP地址可以連接到指定計(jì)算機(jī),但如果想訪問(wèn)目標(biāo)計(jì)算機(jī)中的某個(gè)應(yīng)用程序拥诡,還需要指定端口號(hào)触趴。在計(jì)算機(jī)中,不同的應(yīng)用程序是通過(guò)端口號(hào)區(qū)分的渴肉。端口號(hào)是用兩個(gè)字節(jié)(16位的二進(jìn)制數(shù))表示的冗懦,它的取值范圍是0~65535,其中0~1023之間的端口號(hào)用于一些知名的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用仇祭,用戶普遍應(yīng)用程序需要使用1024以上的端口號(hào)披蕉,從而避免端口號(hào)被另外一個(gè)應(yīng)用或服務(wù)所占用。
從圖可以看出前塔,位于網(wǎng)絡(luò)中的一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以通過(guò)IP地址去訪問(wèn)另一臺(tái)計(jì)算機(jī)嚣艇,并通過(guò)端口號(hào)訪問(wèn)目標(biāo)計(jì)算機(jī)中的某個(gè)應(yīng)用程序。
1华弓、2? InetAddress::此類表示互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (IP) 地址食零。
JDK中提供了一個(gè)InetAdress類,該類用于封裝一個(gè)IP地址寂屏,并提供了一系列與IP地址相關(guān)的方法贰谣,以下列舉了InetAdress類的一些常用方法:
方法的測(cè)試:
1、3? UDP與TCP協(xié)議
????????在TCP/IP通信協(xié)議的時(shí)候迁霎,提到傳輸層的兩個(gè)重要的高級(jí)協(xié)議吱抚,分別是UDP和TCP協(xié)議,其中UDP是User? Datagram? Protocol的簡(jiǎn)稱考廉,稱為用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議秘豹,TCP是Transmission? Control? Protocol的簡(jiǎn)稱,稱為傳輸控制協(xié)議昌粤。
UDP是無(wú)連接通信協(xié)議既绕,即在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)啄刹,數(shù)據(jù)的發(fā)送端和接收端不建立邏輯連接。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)凄贩,當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)向另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)誓军,發(fā)送端不會(huì)確認(rèn)接收端是否存在,就會(huì)發(fā)出數(shù)據(jù)疲扎,同樣昵时,接收端在收到數(shù)據(jù)時(shí),也不會(huì)向發(fā)送端反饋是否收到數(shù)據(jù)椒丧。由于使用UDP協(xié)議消耗資源小壹甥,通信效率高,所以通常都會(huì)用于音頻壶熏、視頻盹廷、和普通數(shù)據(jù)的傳輸,例如視頻會(huì)議都使用UDP協(xié)議久橙,因?yàn)檫@種情況及時(shí)偶爾丟失一兩個(gè)數(shù)據(jù)包,也不會(huì)對(duì)接收結(jié)果產(chǎn)生太大影響管怠。但是UDP面向無(wú)連接性淆衷,不能保證數(shù)據(jù)的完整性,因此在傳輸重要數(shù)據(jù)時(shí)不建議使用UDP協(xié)議渤弛。UDP的交換過(guò)程如下圖:
? ? ? ? TCP協(xié)議是面向連接的通信協(xié)議祝拯,即在傳輸數(shù)據(jù)前先在發(fā)送端和接收端建立邏輯連接,然后再傳輸數(shù)據(jù)她肯,它提供了兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間可靠無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸佳头。在TCP連接中必須要明確客戶端與服務(wù)器端,由客戶端向服務(wù)器端發(fā)出連接請(qǐng)求晴氨,每次連接的創(chuàng)建都需要經(jīng)過(guò)三次握手康嘉。第一次握手,客戶端向服務(wù)器端發(fā)出連接請(qǐng)求籽前,等待服務(wù)器端確認(rèn)亭珍;第二次握手,服務(wù)器端向客戶端回送一個(gè)響應(yīng)枝哄,通知客戶端收到了連接請(qǐng)求肄梨;第三次握手,客戶端再次向服務(wù)器端發(fā)送確認(rèn)信息挠锥,確認(rèn)連接众羡。整個(gè)交互過(guò)程如下圖:
????????由于TCP協(xié)議的面向連接性,它可以保證傳輸數(shù)據(jù)的安全性蓖租,所以是一個(gè)被廣泛采用的協(xié)議粱侣,例如在下載文件時(shí)羊壹,如果數(shù)據(jù)接收不完整,將會(huì)導(dǎo)致文件數(shù)據(jù)丟失而不能被打開(kāi)甜害,仔仔文件時(shí)必須采用TCP協(xié)議舶掖。
二、UDP通信
2尔店、1? DatagramPacket類
????????UDP是無(wú)連接通信協(xié)議眨攘,即在數(shù)據(jù)傳輸時(shí),數(shù)據(jù)的發(fā)送端和接收端不建立邏輯連接嚣州。UDP通信的過(guò)程就像是貨運(yùn)公司在兩個(gè)碼頭間發(fā)送貨物一樣鲫售。在碼頭發(fā)送和接收貨物時(shí)都需要使用集裝箱來(lái)裝載貨物,UDP通信也是一樣该肴,發(fā)送和接收數(shù)據(jù)也需要使用集裝箱進(jìn)行打包(如果把DatagramSocket比作創(chuàng)建的港口碼頭情竹,那么DatagramPacket就是發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的集裝箱。)匀哄。為此JDK中提供了一個(gè)DatagramPacket類秦效,該類的實(shí)例對(duì)象就相當(dāng)于一個(gè)集裝箱,用于封裝UDP通信中發(fā)送或者接收的數(shù)據(jù)涎嚼。
? ? ? ? 想要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)DatagramPacket對(duì)象阱州,首先需要了解下它的構(gòu)造方法。在創(chuàng)建發(fā)送端和接收端的DatagramPacket對(duì)象時(shí)法梯,使用的構(gòu)造方法有所不同苔货,接收端的構(gòu)造方法只需要接收一個(gè)字節(jié)數(shù)組來(lái)存放接收到的數(shù)據(jù),而發(fā)送端的構(gòu)造方法不但要接收存放了發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)組立哑,還需要指定發(fā)送端IP地址和端口號(hào)夜惭。接下來(lái)根據(jù)API文檔內(nèi)容,對(duì)DatagramPacket的構(gòu)造方法詳細(xì)地講解铛绰。
(1)DatagramPacket(byte[]? buf,int length):
使用該構(gòu)造方法在創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象時(shí)诈茧,指定了封裝數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)組和數(shù)據(jù)的大小,沒(méi)有指定IP地址和端口號(hào)至耻。很明顯若皱,這樣的對(duì)象只能用于接收端,不能用于發(fā)送端尘颓。因?yàn)榘l(fā)送端一定要明確指出數(shù)據(jù)的目的地(IP地址和端口號(hào))走触,而接收端不需要明確知道數(shù)據(jù)的來(lái)源,只需要接收到數(shù)據(jù)即可疤苹。
(2)DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress addr,int port):
使用該構(gòu)造方法在創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象時(shí)互广,不僅指定了封裝數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)組和數(shù)據(jù)的大小,還指定了數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址(addr)和端口號(hào)(port)。該對(duì)象通常用于發(fā)送端惫皱,因?yàn)樵诎l(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)必須指定接收端的IP地址和端口號(hào)像樊,就像發(fā)送貨物的集裝箱上面必須標(biāo)明接收人的地址一樣。
(3)DatagramPacket(byte[] buf,int offset,int length):
該構(gòu)造方法與第一個(gè)構(gòu)造方法類似旅敷,同樣用于接收端生棍,只不過(guò)在第一個(gè)構(gòu)造方法的基礎(chǔ)上,增加了一個(gè)offset參數(shù)媳谁,該參數(shù)用于指定接收到的數(shù)據(jù)在放入buf緩沖數(shù)組時(shí)是從offset處開(kāi)始的涂滴。
(4)DatagramPacket(byte[] buf,int offset,int length,InetAddress? addr,int port):
該構(gòu)造方法與第二個(gè)構(gòu)造方法類似,同樣用于發(fā)送端晴音,只不過(guò)在第二個(gè)構(gòu)造方法的基礎(chǔ)上柔纵,增加了一個(gè)offset參數(shù),該參數(shù)用于指定一個(gè)數(shù)組中發(fā)送數(shù)據(jù)的偏移量為offset锤躁,即從offset位置開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)搁料。
講過(guò)了DatagramPacket的構(gòu)造方法,接下來(lái)對(duì)DatagramPacket類中常用方法進(jìn)行詳細(xì)地講解:
2系羞、2? DatagramSocket
? ? ? ? DatagramPacket數(shù)據(jù)包的作用就如同是“集裝箱”郭计,可以將發(fā)送端或者接收端的數(shù)據(jù)封裝起來(lái)。然而椒振,運(yùn)輸貨物只有“集裝箱”是不夠的拣宏,還需要有碼頭。在程序中需要實(shí)現(xiàn)通信只有DatagramPacket數(shù)據(jù)包也同樣不行杠人,為此JDK提供了一個(gè)DatagramSocket類。DatagramSocket類的作用就類似于碼頭宋下,使用這個(gè)類的實(shí)例對(duì)象就可以發(fā)送和接收DatagramPacket數(shù)據(jù)包嗡善,發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程如圖:
? ? ? ? DatagramSocket類中常用的構(gòu)造方法如下:
(1)DatagramSocket():
改構(gòu)造方法用于創(chuàng)建發(fā)送端的DatagramSocket對(duì)象,在創(chuàng)建DatagramSocket對(duì)象時(shí)学歧,并沒(méi)有指定端口號(hào),此時(shí)枝笨,系統(tǒng)會(huì)分配一個(gè)沒(méi)有被其他網(wǎng)絡(luò)程序所使用的端口號(hào)剔桨。
(2)DatagramSocket(int port):
該構(gòu)造方法既可用于創(chuàng)建接收端的DatagramSocket對(duì)象洒缀,又可以創(chuàng)建發(fā)送端的DatagramSocket對(duì)象萨脑,在創(chuàng)建接收端的DatagramSocket對(duì)象時(shí)渤早,必須要指定一個(gè)端口號(hào)鹊杖,這樣就可以監(jiān)聽(tīng)指定的端口;
(3)DatagramSocket(int port ,InerAddress addr):
使用該構(gòu)造方法在創(chuàng)建DatagramSocket時(shí)胸哥,不僅指定了端口號(hào)空厌,還指定了相關(guān)的IP地址嘲更,這種情況適用于計(jì)算機(jī)上有多塊網(wǎng)卡的情況赋朦,可以明確規(guī)定數(shù)據(jù)通過(guò)哪塊網(wǎng)卡向外發(fā)送和接收哪塊網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)。由于計(jì)算機(jī)中針對(duì)不同的網(wǎng)卡會(huì)分配不同的IP,因此在創(chuàng)建DatagramSocket對(duì)象時(shí)需要通過(guò)指定IP地址來(lái)確定使用哪塊網(wǎng)卡進(jìn)行通信诽俯。
DatagramSocket類中的常用方法如下:
(1)void receive(DatagramPacket p)
該方法用于將接收到的數(shù)據(jù)填充到DatagramPacket數(shù)據(jù)包中,在接收到數(shù)據(jù)之前會(huì)一直處于阻塞狀態(tài)仙粱,只有當(dāng)接收到數(shù)據(jù)包時(shí),該方法才會(huì)返回口猜。
? ?(2)void send(DatagramPacket? p)
該方法用于發(fā)送DatagramPacket數(shù)據(jù)包济炎,發(fā)送的數(shù)據(jù)包中包含將要發(fā)送的數(shù)據(jù)须尚、數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度耐床、遠(yuǎn)程主機(jī)的IP地址和端口號(hào)撩轰。
? ?(3)void close()
關(guān)閉當(dāng)前的Socket,通知驅(qū)動(dòng)程序釋放為這個(gè)Socket保留的資源堪嫂。
2、3? UDP網(wǎng)絡(luò)程序
三皆串、TCP通信
????????TCP通信同UDP通信一樣,都能實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通信恶复,通信的兩端都需要?jiǎng)?chuàng)建Socket對(duì)象怜森。區(qū)別在于:UDP中只有發(fā)送端和接收端,不區(qū)分客戶端與服務(wù)器端谤牡,計(jì)算機(jī)之間可以任意的發(fā)送數(shù)據(jù)。而TCP通信是嚴(yán)格區(qū)分客戶端與服務(wù)器端的,在通信時(shí)断序,必須先由客戶端去連接服務(wù)器端才能實(shí)現(xiàn)通信,服務(wù)器端不可以主動(dòng)連接客戶端疮蹦,并且服務(wù)器端程序需要事先啟動(dòng)阵苇,等待客戶端的連接壁公。
? ? ? ? 在JDK中提供了兩個(gè)類用于實(shí)現(xiàn)TCP程序,一個(gè)是ServerSocket類绅项,用于表示服務(wù)器端紊册,一個(gè)是Socket類,用于表示客戶端快耿。通信時(shí)囊陡,首先創(chuàng)建代表服務(wù)器端的ServerSocket對(duì)象,該對(duì)象相當(dāng)于開(kāi)啟一個(gè)服務(wù)掀亥,并等待客戶端的連接撞反,然后創(chuàng)建代表客戶端的Socket對(duì)象向服務(wù)器端發(fā)出連接請(qǐng)求,服務(wù)器端響應(yīng)請(qǐng)求搪花,兩者建立連接開(kāi)始通信遏片。整個(gè)過(guò)程如圖下:
3、1鳍侣、TCP連接
TCP(Transmission Control Protocol) 傳輸控制協(xié)議丁稀。TCP是主機(jī)對(duì)主機(jī)層的傳輸控制協(xié)議,提供可靠的連接服務(wù)倚聚,采用三次握確認(rèn)建立一個(gè)連接线衫。位碼即tcp標(biāo)志位,有6種 標(biāo)示:SYN(synchronous建立聯(lián)機(jī)) ACK(acknowledgement 確認(rèn)) PSH(push傳送) FIN(finish結(jié)束) RST(reset重置) URG(urgent緊急)Sequence number(順序號(hào)碼) Acknowledge number(確認(rèn)號(hào)碼)惑折。
手機(jī)能夠使用聯(lián)網(wǎng)功能是因?yàn)槭謾C(jī)底層實(shí)現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議授账,可以使手機(jī)終端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建立TCP連接。TCP協(xié)議可以對(duì)上層網(wǎng)絡(luò)提供接口惨驶,使上層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸建立在“無(wú)差別”的網(wǎng)絡(luò)之上白热。建立起一個(gè)TCP連接需要經(jīng)過(guò)“三次握手”:
第一次握手:客戶端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器,并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)粗卜,等待服務(wù)器確認(rèn)屋确;
第二次握手:服務(wù)器收到syn包,必須確認(rèn)客戶的SYN(ack=j+1)续扔,同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包(syn=k)攻臀,即SYN+ACK包,此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)纱昧;
第三次握手:客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK包刨啸,向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1),此包發(fā)送完畢识脆,客戶端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)设联,完成三次握手善已。握手完成后,兩臺(tái)主機(jī)開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)了离例。
握手過(guò)程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)换团,三次握手完畢后,客戶端與服務(wù)器才正式開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)粘招。理想狀態(tài)下啥寇,TCP連接一旦建立,在通信雙方中的任何一方主動(dòng)關(guān)閉連接之前洒扎,TCP 連接都將被一直保持下去辑甜。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,斷開(kāi)過(guò)程需要經(jīng)過(guò)“四次握手”(過(guò)程就不細(xì)寫(xiě)了袍冷,就是服務(wù)器和客戶端交互磷醋,最終確定斷開(kāi))。
實(shí)例一:
IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: S 3626544836:3626544836
IP 192.168.1.123.7788 > 192.168.1.116.3337: S 1739326486:1739326486 ack 3626544837
IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: ack 1739326487,ack 1
第一次握手:192.168.1.116發(fā)送位碼syn=1,隨機(jī)產(chǎn)生seq number=3626544836的數(shù)據(jù)包到192.168.1.123,192.168.1.123由SYN=1知道192.168.1.116要求建立聯(lián)機(jī);
第二次握手:192.168.1.123收到請(qǐng)求后要確認(rèn)聯(lián)機(jī)信息胡诗,向192.168.1.116發(fā)送ack number=3626544837,syn=1,ack=1,隨機(jī)產(chǎn)生seq=1739326486的包;
第三次握手:192.168.1.116收到后檢查ack number是否正確邓线,即第一次發(fā)送的seq number+1,以及位碼ack是否為1,若正確煌恢,192.168.1.116會(huì)再發(fā)送ack number=1739326487,ack=1骇陈,192.168.1.123收到后確認(rèn)seq=seq+1,ack=1則連接建立成功。
實(shí)例二:
TCP的作用是流量控制瑰抵,主要是控制數(shù)據(jù)流的傳輸你雌。下面以瀏覽網(wǎng)頁(yè)為例,根據(jù)自身理解來(lái)解釋一下這個(gè)過(guò)程二汛。(注:第二個(gè)ack屬于代碼段ack位)
pc瀏覽服務(wù)器網(wǎng)頁(yè)此過(guò)程不包括域名查詢婿崭,只描述TCP與http數(shù)據(jù)流的變化。
pc與http服務(wù)器進(jìn)行三次握手來(lái)建立連接肴颊。
1.pc:seq=0 ack=0 syn=1 ack=0 發(fā)送給服務(wù)器建立同步請(qǐng)求乔煞。
2.server: seq=0 ack=1 syn=1 ack=1 發(fā)送給客戶端建立同步響應(yīng).
3.pc:seq=1 ack=1 syn=0 ack=1 發(fā)送給服務(wù)器,三次握手完成建立同步信息成功.
4.pc產(chǎn)生http數(shù)據(jù)消息,向服務(wù)器發(fā)送get請(qǐng)求.
5.服務(wù)器收到請(qǐng)求并發(fā)送TCP確認(rèn),然后發(fā)送http數(shù)據(jù)信息給客戶端的瀏覽器.
6.客戶端收到服務(wù)器的http信息,然后發(fā)送TCP確認(rèn)信息給服務(wù)器.
7.客戶端發(fā)送FIN+ACK給服務(wù)器,要求結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸.
8.服務(wù)器發(fā)送TCP確認(rèn)消息用于確認(rèn)pc的TCP的FIN消息
9.服務(wù)器向客戶端發(fā)送FIN+ACK消息用于結(jié)束TCP會(huì)話.
10.客戶端發(fā)送確認(rèn)信息給服務(wù)器,整個(gè)會(huì)話結(jié)束.
3讨便、2、HTTP連接
HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(Hypertext Transfer Protocol )卵洗,是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)熬甚,也是手機(jī)聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一服鹅,HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應(yīng)用逻卖。
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)泄私,在請(qǐng)求結(jié)束后,會(huì)主動(dòng)釋放連接袜硫。從建立連接到關(guān)閉連接的過(guò)程稱為“一次連接”。
1)在HTTP 1.0中挡篓,客戶端的每次請(qǐng)求都要求建立一次單獨(dú)的連接婉陷,在處理完本次請(qǐng)求后帚称,就自動(dòng)釋放連接。
2)在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個(gè)請(qǐng)求秽澳,并且多個(gè)請(qǐng)求可以重疊進(jìn)行闯睹,不需要等待一個(gè)請(qǐng)求結(jié)束后再發(fā)送下一個(gè)請(qǐng)求。
由于HTTP在每次請(qǐng)求結(jié)束后都會(huì)主動(dòng)釋放連接担神,因此HTTP連接是一種“短連接”楼吃,要保持客戶端程序的在線狀態(tài),需要不斷地向服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求妄讯。通常的做法是即時(shí)不需要獲得任何數(shù)據(jù)孩锡,客戶端也保持每隔一段固定的時(shí)間向服務(wù)器發(fā)送一次“保持連接”的請(qǐng)求,服務(wù)器在收到該請(qǐng)求后對(duì)客戶端進(jìn)行回復(fù)亥贸,表明知道 客戶端“在線”躬窜。若服務(wù)器長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法收到客戶端的請(qǐng)求,則認(rèn)為客戶端“下線”炕置,若客戶端長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法收到服務(wù)器的回復(fù)荣挨,則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開(kāi)。
3朴摊、3默垄、SOCKET原理
3、3甚纲、1 套接字(socket)概念
套接字(socket)是通信的基石口锭,是支持TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元。它是網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中端點(diǎn)的抽象表示贩疙,包含進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信必須的五種信息:連接使用的協(xié)議讹弯,本地主機(jī)的IP地址,本地進(jìn)程的協(xié)議端口这溅,遠(yuǎn)地主機(jī)的IP地址组民,遠(yuǎn)地進(jìn)程的協(xié)議口。
應(yīng)用層通過(guò)傳輸層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)悲靴,TCP會(huì)遇到同時(shí)為多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程提供并發(fā)服務(wù)的問(wèn)題臭胜。多個(gè)TCP連接或多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程可能需要通過(guò)同一個(gè) TCP協(xié)議端口傳輸數(shù)據(jù)。為了區(qū)別不同的應(yīng)用程序進(jìn)程和連接癞尚,許多計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)為應(yīng)用程序與TCP/IP協(xié)議交互提供了套接字(Socket)接口耸三。應(yīng)用層可以和傳輸層通過(guò)Socket接口,區(qū)分來(lái)自不同應(yīng)用程序進(jìn)程或網(wǎng)絡(luò)連接的通信浇揩,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務(wù)仪壮。
3、3胳徽、2 建立socket連接
建立Socket連接至少需要一對(duì)套接字积锅,其中一個(gè)運(yùn)行于客戶端爽彤,稱為ClientSocket ,另一個(gè)運(yùn)行于服務(wù)器端缚陷,稱為ServerSocket 适篙。
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),客戶端請(qǐng)求箫爷,連接確認(rèn)嚷节。
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,而是處于等待連接的狀態(tài)虎锚,實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)硫痰,等待客戶端的連接請(qǐng)求。
客戶端請(qǐng)求:指客戶端的套接字提出連接請(qǐng)求翁都,要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字碍论。為此,客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字柄慰,指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號(hào)鳍悠,然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請(qǐng)求。
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)坐搔,就響應(yīng)客戶端套接字的請(qǐng)求藏研,建立一個(gè)新的線程,把服務(wù)器端套接字的描述發(fā) 給客戶端概行,一旦客戶端確認(rèn)了此描述蠢挡,雙方就正式建立連接。而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)凳忙,繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請(qǐng)求业踏。
Socket與ServerSocket的通信:
3勤家、3、4柳恐、SOCKET連接與TCP連接
創(chuàng)建Socket連接時(shí)伐脖,可以指定使用的傳輸層協(xié)議,Socket可以支持不同的傳輸層協(xié)議(TCP或UDP)乐设,當(dāng)使用TCP協(xié)議進(jìn)行連接時(shí)讼庇,該Socket連接就是一個(gè)TCP連接。
3近尚、3蠕啄、5、Socket連接與HTTP連接
由于通常情況下Socket連接就是TCP連接戈锻,因此Socket連接一旦建立歼跟,通信雙方即可開(kāi)始相互發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容却嗡,直到雙方連接斷開(kāi)。但在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中嘹承,客戶端到服務(wù)器之間的通信往往需要穿越多個(gè)中間節(jié)點(diǎn),例如路由器如庭、網(wǎng)關(guān)叹卷、防火墻等,大部分防火墻默認(rèn)會(huì)關(guān)閉長(zhǎng)時(shí)間處于非活躍狀態(tài)的連接而導(dǎo)致 Socket 連接斷連坪它,因此需要通過(guò)輪詢告訴網(wǎng)絡(luò)骤竹,該連接處于活躍狀態(tài)。而HTTP連接使用的是“請(qǐng)求—響應(yīng)”的方式往毡,不僅在請(qǐng)求時(shí)需要先建立連接蒙揣,而且需要客戶端向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求后,服務(wù)器端才能回復(fù)數(shù)據(jù)开瞭。
很多情況下懒震,需要服務(wù)器端主動(dòng)向客戶端推送數(shù)據(jù),保持客戶端與服務(wù)器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)與同步嗤详。此時(shí)若雙方建立的是Socket連接个扰,服務(wù)器就可以直接將數(shù)據(jù)傳送給客戶端;若雙方建立的是HTTP連接葱色,則服務(wù)器需要等到客戶端發(fā)送一次請(qǐng)求后才能將數(shù)據(jù)傳回給客戶端递宅,因此,客戶端定時(shí)向服務(wù)器端發(fā)送連接請(qǐng)求苍狰,不僅可以保持在線办龄,同時(shí)也是在“詢問(wèn)”服務(wù)器是否有新的數(shù)據(jù),如果有就將數(shù)據(jù)傳給客戶端淋昭。
3俐填、3、6响牛、IP協(xié)議
IP是英文Internet Protocol(網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議)的縮寫(xiě)玷禽,中文簡(jiǎn)稱為“網(wǎng)協(xié)”,也就是為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接進(jìn)行通信而設(shè)計(jì)的協(xié)議呀打。在因特網(wǎng)中矢赁,它是能使連接到網(wǎng)上的所有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)相互通信的一套規(guī)則,規(guī)定了計(jì)算機(jī)在因特網(wǎng)上進(jìn)行通信時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)則贬丛。任何廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)撩银,只要遵守 IP協(xié)議就可以與因特網(wǎng)互連互通。IP地址具有唯一性豺憔,根據(jù)用戶性質(zhì)的不同额获,可以分為5類够庙。另外,IP還有進(jìn)入防護(hù)抄邀,知識(shí)產(chǎn)權(quán)耘眨,指針寄存器等含義。
IP是怎樣實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備境肾,如以太網(wǎng)剔难、分組交換網(wǎng)等,它們相互之間不能互通奥喻,不能互通的主要原因是因?yàn)樗鼈兯鶄魉蛿?shù)據(jù)的基本單元(技術(shù)上稱之為“幀”)的格式不同偶宫。IP協(xié)議實(shí)際上是一套由軟件、程序組成的協(xié)議軟件环鲤,它把各種不同“幀”統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成“IP數(shù)據(jù)包”格式纯趋,這種轉(zhuǎn)換是因特網(wǎng)的一個(gè)最重要的特點(diǎn),使所有各種計(jì)算機(jī)都能在因特網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)互通冷离,即具有“開(kāi)放性”的特點(diǎn)吵冒。
IP協(xié)議中還有一個(gè)非常重要的內(nèi)容,那就是給因特網(wǎng)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備都規(guī)定了一個(gè)唯一的地址西剥,叫做“IP 地址”桦锄。由于有這種唯一的地址,才保證了用戶在連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上操作時(shí)蔫耽,能夠高效而且方便地從千千萬(wàn)萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)中選出自己所需的對(duì)象來(lái)结耀。如今電信網(wǎng)正在與 IP網(wǎng)走向融合,以IP為基礎(chǔ)的新技術(shù)是熱門的技術(shù)匙铡,如用IP網(wǎng)絡(luò)傳送話音的技術(shù)(即VoIP)就很熱門图甜,其它如IP overATM、IPoverSDH鳖眼、IP over WDM等等黑毅,都是IP技術(shù)的研究重點(diǎn)。
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