轉(zhuǎn)自 TCP/IP帽芽,Http删掀,Socket,XMPP的區(qū)別
網(wǎng)絡(luò)由下往上分為
物理層导街、數(shù)據(jù)鏈路層爬迟、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層菊匿、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層计福。
通過初步的了解跌捆,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)于傳輸層象颖,而HTTP協(xié)議對(duì)應(yīng)于應(yīng)用層佩厚,
三者從本質(zhì)上來說沒有可比性,
socket則是對(duì)TCP/IP協(xié)議的封裝和應(yīng)用(程序員層面上)说订。
也可以說抄瓦,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)中傳輸陶冷,
而HTTP是應(yīng)用層協(xié)議钙姊,主要解決如何包裝數(shù)據(jù)。
關(guān)于TCP/IP和HTTP協(xié)議的關(guān)系埂伦,網(wǎng)絡(luò)有一段比較容易理解的介紹:
“我們在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)煞额,可以只使用(傳輸層)TCP/IP協(xié)議,但是那樣的話,如果沒有應(yīng)用層膊毁,便無法識(shí)別數(shù)據(jù)內(nèi)容胀莹。
如果想要使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有意義,則必須使用到應(yīng)用層協(xié)議婚温。
應(yīng)用層協(xié)議有很多描焰,比如HTTP、FTP栅螟、TELNET等荆秦,也可以自己定義應(yīng)用層協(xié)議。
WEB使用HTTP協(xié)議作應(yīng)用層協(xié)議嵌巷,以封裝HTTP文本信息萄凤,然后使用TCP/IP做傳輸層協(xié)議將它發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上√履模”
而我們平時(shí)說的最多的socket是什么呢靡努,實(shí)際上socket是對(duì)TCP/IP協(xié)議的封裝,Socket本身并不是協(xié)議晓折,而是一個(gè)調(diào)用接口(API)惑朦。
通過Socket,我們才能使用TCP/IP協(xié)議漓概。
實(shí)際上漾月,Socket跟TCP/IP協(xié)議沒有必然的聯(lián)系。
Socket編程接口在設(shè)計(jì)的時(shí)候胃珍,就希望也能適應(yīng)其他的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議梁肿。
所以說,Socket的出現(xiàn)只是使得程序員更方便地使用TCP/IP協(xié)議棧而已觅彰,是對(duì)TCP/IP協(xié)議的抽象吩蔑,
從而形成了我們知道的一些最基本的函數(shù)接口,比如create填抬、listen烛芬、connect、accept飒责、send赘娄、read和write等等。
網(wǎng)絡(luò)有一段關(guān)于socket和TCP/IP協(xié)議關(guān)系的說法比較容易理解:
“TCP/IP只是一個(gè)協(xié)議棧宏蛉,就像操作系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制一樣遣臼,必須要具體實(shí)現(xiàn),同時(shí)還要提供對(duì)外的操作接口拾并。
這個(gè)就像操作系統(tǒng)會(huì)提供標(biāo)準(zhǔn)的編程接口暑诸,比如win32編程接口一樣蚌讼,
TCP/IP也要提供可供程序員做網(wǎng)絡(luò)開發(fā)所用的接口,這就是Socket編程接口个榕〈凼”
關(guān)于TCP/IP協(xié)議的相關(guān)只是,用博大精深來講我想也不為過西采,單單查一下網(wǎng)上關(guān)于此類只是的資料和書籍文獻(xiàn)的數(shù)量就知道凰萨,
這個(gè)我打算會(huì)買一些經(jīng)典的書籍(比如《TCP/IP詳解:卷一、卷二械馆、卷三》)進(jìn)行學(xué)習(xí)胖眷,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),也就是剛才說了很多的HTTP和Socket霹崎。
CSDN上有個(gè)比較形象的描述:HTTP是轎車珊搀,提供了封裝或者顯示數(shù)據(jù)的具體形式;Socket是發(fā)動(dòng)機(jī),提供了網(wǎng)絡(luò)通信的能力尾菇。
實(shí)際上境析,傳輸層的TCP是基于網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議的,而應(yīng)用層的HTTP協(xié)議又是基于傳輸層的TCP協(xié)議的派诬,而Socket本身不算是協(xié)議劳淆,就像上面所說,它只是提供了一個(gè)針對(duì)TCP或者UDP編程的接口默赂。
下面是一些經(jīng)常在筆試或者面試中碰到的重要的概念沛鸵,特在此做摘抄和總結(jié)。
一缆八、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)器曲掰,并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài),等待服務(wù)器確認(rèn);
第二次握手:服務(wù)器收到syn包奈辰,必須確認(rèn)客戶的SYN(ack=j+1)栏妖,同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包(syn=k),即SYN+ACK包冯挎,此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài);
第三次握手:客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK包,向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1)咙鞍,此包發(fā)送完畢房官,客戶端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài),完成三次握手续滋。
握手過程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)翰守,三次握手完畢后,客戶端與服務(wù)器才正式開始傳送數(shù)據(jù)疲酌。
理想狀態(tài)下蜡峰,TCP連接一旦建立了袁,在通信雙方中的任何一方主動(dòng)關(guān)閉連接之前,TCP 連接都將被一直保持下去湿颅。
斷開連接時(shí)服務(wù)器和客戶端均可以主動(dòng)發(fā)起斷開TCP連接的請(qǐng)求载绿,斷開過程需要經(jīng)過“四次握手”(過程就不細(xì)寫了,就是服務(wù)器和客戶端交互油航,最終確定斷開)
二崭庸、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,其中一個(gè)運(yùn)行于客戶端谊囚,稱為ClientSocket 怕享,另一個(gè)運(yùn)行于服務(wù)器端,稱為ServerSocket 镰踏。
套接字之間的連接過程分為三個(gè)步驟:服務(wù)器監(jiān)聽函筋,客戶端請(qǐng)求,連接確認(rèn)奠伪。
1跌帐、服務(wù)器監(jiān)聽: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)芳来,實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)含末,等待客戶端的連接請(qǐng)求。
2即舌、客戶端請(qǐng)求:指客戶端的套接字提出連接請(qǐng)求佣盒,要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字。
為此顽聂,客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字肥惭,指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號(hào),然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請(qǐng)求紊搪。
3蜜葱、連接確認(rèn):當(dāng)服務(wù)器端套接字監(jiān)聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請(qǐng)求時(shí),就響應(yīng)客戶端套接字的請(qǐng)求耀石,建立一個(gè)新的線程牵囤,把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶端,一旦客戶端確認(rèn)了此描述滞伟,雙方就正式建立連接揭鳞。
而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài),繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請(qǐng)求梆奈。
三野崇、HTTP鏈接的特點(diǎn)
HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(Hypertext Transfer Protocol ),是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)亩钟,也是手機(jī)聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一乓梨,HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應(yīng)用鳖轰。
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),在請(qǐng)求結(jié)束后扶镀,會(huì)主動(dòng)釋放連接蕴侣。從建立連接到關(guān)閉連接的過程稱為“一次連接”。
四狈惫、TCP和UDP的區(qū)別(考得最多睛蛛。‰侍福快被考爛了我覺得- -\)
1忆肾、TCP是面向鏈接的,雖然說網(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菱肖,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;
而UDP不是面向連接的客冈,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)稳强,發(fā)送端不知道數(shù)據(jù)是否會(huì)正確接收场仲,當(dāng)然也不用重發(fā),所以說UDP是無連接的退疫、不可靠的一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議渠缕。
2、也正由于1所說的特點(diǎn)褒繁,使得UDP的開銷更小數(shù)據(jù)傳輸速率更高亦鳞,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)性更好棒坏。
知道了TCP和UDP的區(qū)別燕差,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,但并不能說QQ的通信是不安全的坝冕,
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)證徒探,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,
即使是這樣喂窟,UDP因?yàn)樵诘讓訁f(xié)議的封裝上沒有采用類似TCP的“三次握手”而實(shí)現(xiàn)了TCP所無法達(dá)到的傳輸效率测暗。
TCP連接
要想明白Socket連接,先要明白TCP連接磨澡。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)議碗啄,可以使手機(jī)終端通過無線網(wǎng)絡(luò)建立TCP連接。TCP協(xié)議可以對(duì)上層網(wǎng)絡(luò)提供接口钱贯,使上層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸建立在“無差別”的網(wǎng)絡(luò)之上挫掏。
建立起一個(gè)TCP連接需要經(jīng)過“三次握手”:
- 第一次握手:客戶端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器侦另,并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)秩命,等待服務(wù)器確認(rèn)尉共;
- 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)弃锐,同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包(syn=k)袄友,即SYN+ACK包,此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)霹菊;
- 第三次握手:客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK包剧蚣,向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1),此包發(fā)送完畢旋廷,客戶端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)鸠按,完成三次握手。
握手過程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)饶碘,三次握手完畢后目尖,客戶端與服務(wù)器才正式開始傳送數(shù)據(jù)。理想狀態(tài)下扎运,TCP連接一旦建立瑟曲,在通信雙方中的任何一方主動(dòng)關(guān)閉連接之前,TCP 連接都將被一直保持下去豪治。斷開連接時(shí)服務(wù)器和客戶端均可以主動(dòng)發(fā)起斷開TCP連接的請(qǐng)求洞拨,斷開過程需要經(jīng)過“四次握手”(過程就不細(xì)寫了,就是服務(wù)器和客戶端交互负拟,最終確定斷開)
HTTP連接
HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(Hypertext Transfer Protocol )烦衣,是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),也是手機(jī)聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一齿椅,HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應(yīng)用琉挖。
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),在請(qǐng)求結(jié)束后涣脚,會(huì)主動(dòng)釋放連接示辈。從建立連接到關(guān)閉連接的過程稱為“一次連接”。
1)在HTTP 1.0中遣蚀,客戶端的每次請(qǐng)求都要求建立一次單獨(dú)的連接矾麻,在處理完本次請(qǐng)求后,就自動(dòng)釋放連接芭梯。
2)在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個(gè)請(qǐng)求险耀,并且多個(gè)請(qǐng)求可以重疊進(jìn)行,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)求玖喘。
由于HTTP在每次請(qǐng)求結(jié)束后都會(huì)主動(dòng)釋放連接甩牺,因此HTTP連接是一種“短連接”,要保持客戶端程序的在線狀態(tài)累奈,需要不斷地向服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求贬派。通常的做法是即時(shí)不需要獲得任何數(shù)據(jù)急但,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)搞乏,表明知道客戶端“在線”波桩。若服務(wù)器長時(shí)間無法收到客戶端的請(qǐng)求,則認(rèn)為客戶端“下線”请敦,若客戶端長時(shí)間無法收到服務(wù)器的回復(fù)镐躲,則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開。
SOCKET原理
3.1套接字(socket)概念
套接字(socket)是通信的基石侍筛,是支持TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元萤皂。它是網(wǎng)絡(luò)通信過程中端點(diǎn)的抽象表示,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)議匣椰,本地主機(jī)的IP地址敌蚜,本地進(jìn)程的協(xié)議端口,遠(yuǎn)地主機(jī)的IP地址窝爪,遠(yuǎn)地進(jìn)程的協(xié)議端口弛车。
應(yīng)用層通過傳輸層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí),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)的問題蒲每。多個(gè)TCP連接或多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程可能需要通過同一個(gè) TCP協(xié)議端口傳輸數(shù)據(jù)纷跛。為了區(qū)別不同的應(yīng)用程序進(jìn)程和連接,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)接口邀杏。應(yīng)用層可以和傳輸層通過Socket接口贫奠,區(qū)分來自不同應(yīng)用程序進(jìn)程或網(wǎng)絡(luò)連接的通信,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務(wù)望蜡。
3.2 建立socket連接
建立Socket連接至少需要一對(duì)套接字唤崭,其中一個(gè)運(yùn)行于客戶端,稱為ClientSocket 脖律,另一個(gè)運(yùn)行于服務(wù)器端谢肾,稱為ServerSocket 。
套接字之間的連接過程分為三個(gè)步驟:服務(wù)器監(jiān)聽小泉,客戶端請(qǐng)求芦疏,連接確認(rèn)。
服務(wù)器監(jiān)聽:服務(wù)器端套接字并不定位具體的客戶端套接字微姊,而是處于等待連接的狀態(tài)酸茴,實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),等待客戶端的連接請(qǐng)求兢交。
客戶端請(qǐng)求:指客戶端的套接字提出連接請(qǐng)求薪捍,要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字。為此,客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字酪穿,指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號(hào)与倡,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)聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請(qǐng)求時(shí)昆稿,就響應(yīng)客戶端套接字的請(qǐng)求,建立一個(gè)新的線程息拜,把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶端溉潭,一旦客戶端確認(rèn)了此描述,雙方就正式建立連接少欺。而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài)喳瓣,繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請(qǐng)求。
4赞别、SOCKET連接與TCP連接
創(chuàng)建Socket連接時(shí)畏陕,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)仿滔,當(dāng)使用TCP協(xié)議進(jìn)行連接時(shí)惠毁,該Socket連接就是一個(gè)TCP連接。
5崎页、Socket連接與HTTP連接
由于通常情況下Socket連接就是TCP連接鞠绰,因此Socket連接一旦建立,通信雙方即可開始相互發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容飒焦,直到雙方連接斷開蜈膨。但在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,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)牺荠,例如路由器翁巍、網(wǎng)關(guān)、防火墻等休雌,大部分防火墻默認(rèn)會(huì)關(guān)閉長時(shí)間處于非活躍狀態(tài)的連接而導(dǎo)致 Socket 連接斷連灶壶,因此需要通過輪詢告訴網(wǎng)絡(luò),該連接處于活躍狀態(tài)杈曲。
而HTTP連接使用的是“請(qǐng)求—響應(yīng)”的方式例朱,不僅在請(qǐng)求時(shí)需要先建立連接,而且需要客戶端向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求后鱼蝉,服務(wù)器端才能回復(fù)數(shù)據(jù)洒嗤。
很多情況下,需要服務(wù)器端主動(dòng)向客戶端推送數(shù)據(jù)魁亦,保持客戶端與服務(wù)器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)與同步渔隶。此時(shí)若雙方建立的是Socket連接,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連接间唉,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)傳回給客戶端绞灼,因此,客戶端定時(shí)向服務(wù)器端發(fā)送連接請(qǐng)求呈野,不僅可以保持在線低矮,同時(shí)也是在“詢問”服務(wù)器是否有新的數(shù)據(jù),如果有就將數(shù)據(jù)傳給客戶端被冒。