即時通訊之socket開發(fā)(一)

一县昂、網(wǎng)絡(luò)各個協(xié)議：TCP/IP肮柜、SOCKET、HTTP等

網(wǎng)絡(luò)七層由下往上分別為物理層七芭、數(shù)據(jù)鏈路層素挽、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層狸驳、會話層预明、表示層和應(yīng)用層。

其中物理層耙箍、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層通常被稱作媒體層撰糠，是網(wǎng)絡(luò)工程師所研究的對象；

傳輸層辩昆、會話層阅酪、表示層和應(yīng)用層則被稱作主機(jī)層，是用戶所面向和關(guān)心的內(nèi)容汁针。

http協(xié)議對應(yīng)于應(yīng)用層

tcp協(xié)議對應(yīng)于傳輸層

ip協(xié)議對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層

三者本質(zhì)上沒有可比性术辐。 何況HTTP協(xié)議是基于TCP連接的。

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

我們在傳輸數(shù)據(jù)時瑞躺，可以只使用傳輸層（TCP/IP），但是那樣的話兴想，由于沒有應(yīng)用層幢哨，便無法識別數(shù)據(jù)內(nèi)容，如果想要使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有意義嫂便，則必須使用應(yīng)用層 協(xié)議捞镰，應(yīng)用層協(xié)議很多，有HTTP毙替、FTP曼振、TELNET等等，也可以自己定義應(yīng)用層協(xié)議蔚龙。WEB使用HTTP作傳輸層協(xié)議冰评，以封裝HTTP文本信息，然后使用TCP/IP做傳輸層協(xié)議將它發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上木羹。Socket是對TCP/IP協(xié)議的封裝甲雅，Socket本身并不是協(xié)議解孙，而是一個調(diào)用接口（API），通過Socket抛人，我們才能使用TCP/IP協(xié)議弛姜。

二、Http和Socket連接區(qū)別

2.1妖枚、TCP連接

要想明白Socket連接廷臼，先要明白TCP連接。手機(jī)能夠使用聯(lián)網(wǎng)功能是因為手機(jī)底層實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議绝页，可以使手機(jī)終端通過無線網(wǎng)絡(luò)建立TCP連接荠商。TCP協(xié)議可以對上層網(wǎng)絡(luò)提供接口，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)之上续誉。

建立起一個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)器莱没，并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器確認(rèn)酷鸦；

第二次握手：服務(wù)器收到syn包饰躲，必須確認(rèn)客戶的SYN（ack=j+1），同時自己也發(fā)送一個SYN包（syn=k）臼隔，即SYN+ACK包嘹裂，此時服務(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包摔握，向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1)寄狼，此包發(fā)送完畢，客戶端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)盒发，完成三次握手。

握手過程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)狡逢，三次握手完畢后宁舰，客戶端與服務(wù)器才正式開始傳送數(shù)據(jù)。理想狀態(tài)下奢浑，TCP連接一旦建立蛮艰，在通信雙方中的任何一方主動關(guān)閉連接之前，TCP連接都將被一直保持下去雀彼。斷開連接時服務(wù)器和客戶端均可以主動發(fā)起斷開TCP連接的請求壤蚜，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)器和客戶端交互徊哑，最終確定斷開）

2.2袜刷、HTTP連接

HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(HypertextTransferProtocol )是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是手機(jī)聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一莺丑，HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應(yīng)用著蟹。

HTTP連接最顯著的特點是客戶端發(fā)送的每次請求都需要服務(wù)器回送響應(yīng)墩蔓，在請求結(jié)束后，會主動釋放連接萧豆。從建立連接到關(guān)閉連接的過程稱為“一次連接”奸披。

1）在HTTP 1.0中，客戶端的每次請求都要求建立一次單獨的連接涮雷，在處理完本次請求后阵面，就自動釋放連接。

2）在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個請求洪鸭，并且多個請求可以重疊進(jìn)行样刷，不需要等待一個請求結(jié)束后再發(fā)送下一個請求。

由于HTTP在每次請求結(jié)束后都會主動釋放連接卿嘲，因此HTTP連接是一種“短連接”颂斜，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)起連接請求拾枣。通常的

做法是即時不需要獲得任何數(shù)據(jù)沃疮，客戶端也保持每隔一段固定的時間向服務(wù)器發(fā)送一次“保持連接”的請求，服務(wù)器在收到該請求后對客戶端進(jìn)行回復(fù)梅肤，表明知道客戶端“在線”司蔬。若服務(wù)器長時間無法收到客戶端的請求，則認(rèn)為客戶端“下線”姨蝴，若客戶端長時間無法收到服務(wù)器的回復(fù)俊啼，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開。

三左医、SOCKET原理

3.1授帕、套接字（socket）概念

套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元浮梢。它是網(wǎng)絡(luò)通信過程中端點的抽象表示跛十，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，本地主機(jī)的IP地址秕硝，本地進(jìn)程的協(xié)議端口芥映，遠(yuǎn)地主機(jī)的IP地址，遠(yuǎn)地進(jìn)程的協(xié)議端口远豺。

應(yīng)用層通過傳輸層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時奈偏，TCP會遇到同時為多個應(yīng)用程序進(jìn)程提供并發(fā)服務(wù)的問題。多個TCP連接或多個應(yīng)用程序進(jìn)程可能需要通過同一個TCP協(xié)議端口傳輸數(shù)據(jù)躯护。為了區(qū)別不同的應(yīng)用程序進(jìn)程和連接惊来，許多計算機(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。應(yīng)用層可以和傳輸層通過Socket接口棺滞，區(qū)分來自不同應(yīng)用程序進(jìn)程或網(wǎng)絡(luò)連接的通信唁盏，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務(wù)内狸。

3.2 、建立socket連接

建立Socket連接至少需要一對套接字厘擂，其中一個運(yùn)行于客戶端昆淡，稱為ClientSocket，另一個運(yùn)行于服務(wù)器端刽严，稱為ServerSocket昂灵。

套接字之間的連接過程分為三個步驟：服務(wù)器監(jiān)聽，客戶端請求舞萄，連接確認(rèn)眨补。

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)倒脓，實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)撑螺，等待客戶端的連接請求。

客戶端請求：指客戶端的套接字提出連接請求崎弃，要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字甘晤。為此，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字饲做，指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號线婚，然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請求。

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求時盆均，就響應(yīng)客戶端套接字的請求塞弊，建立一個新的線程，把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶端泪姨，一旦客戶端確認(rèn)了此描述游沿，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)聽狀態(tài)肮砾，繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請求诀黍。

3.3、SOCKET連接與TCP連接

創(chuàng)建Socket連接時唇敞，可以指定使用的傳輸層協(xié)議蔗草，Socket可以支持不同的傳輸層協(xié)議（TCP或UDP）咒彤，當(dāng)使用TCP協(xié)議進(jìn)行連接時疆柔，該Socket連接就是一個TCP連接。

3.4镶柱、Socket連接與HTTP連接

由于通常情況下Socket連接就是TCP連接旷档，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)容歇拆，直到雙方連接斷開鞋屈。但在實際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中范咨，客戶端到服務(wù)器之間的通信往往需要穿越多個中間節(jié)點，例如路由器厂庇、網(wǎng)關(guān)渠啊、防火墻等，大部分防火墻默認(rèn)會關(guān)閉長時間處于非活躍狀態(tài)的連接而導(dǎo)致Socket 連接斷連权旷，因此需要通過輪詢告訴網(wǎng)絡(luò)替蛉，該連接處于活躍狀態(tài)。而HTTP連接使用的是“請求—響應(yīng)”的方式拄氯，不僅在請求時需要先建立連接躲查，而且需要客戶端向服務(wù)器發(fā)出請求后，服務(wù)器端才能回復(fù)數(shù)據(jù)译柏。很多情況下镣煮，需要服務(wù)器端主動向客戶端推送數(shù)據(jù)，保持客戶端與服務(wù)器數(shù)據(jù)的實時與同步鄙麦。此時若雙方建立的是Socket連接典唇，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連接黔衡，則服務(wù)器需要等到客戶端發(fā)送一次請求后才能將數(shù)據(jù)傳回給客戶端蚓聘，因此，客戶端定時向服務(wù)器端發(fā)送連接請求盟劫，不僅可以保持在線夜牡，同時也是在“詢問”服務(wù)器是否有新的數(shù)據(jù)，如果有就將數(shù)據(jù)傳給客戶端侣签。這里我們使用Socket實現(xiàn)一個聊天室的功能塘装，關(guān)于服務(wù)器這里的就不介紹了

示意圖
示意圖
注意 :

服務(wù)器返回數(shù)據(jù)不一定是一次性就返回完的,可能是一點一點的返回的,所以我們接受數(shù)據(jù)時需要創(chuàng)建一個循環(huán),循環(huán)的去接受服務(wù)器每次返回到客戶端的數(shù)據(jù).
當(dāng)最后一次返回數(shù)據(jù)為0時,說明數(shù)據(jù)已經(jīng)返回完成了.
使用Socket就不需要設(shè)置ATS.因為Socket是底層的實現(xiàn).

socket使用步驟

1.創(chuàng)建客戶端Socket.
2.連接到服務(wù)器Socket.
3.客戶端Socket發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器Socket.
4.客戶端Socket接收服務(wù)器返回的數(shù)據(jù).
5.關(guān)閉客戶端Socket.

#import "ViewController.h"
#import <sys/socket.h>
#import <netinet/in.h>
#import <arpa/inet.h>

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 1.創(chuàng)建客戶端Socket
    /**
     參數(shù)
     參數(shù)1 : domain,協(xié)議域/協(xié)議簇，AF_INET（IPV4的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)）
     參數(shù)2 : type,Socket類型影所，SOCK_STREAM(TCP)/SOCK_DGRAM(UDP蹦肴，報文)
     參數(shù)3 : protocol,IPPROTO_TCP，協(xié)議猴娩，如果輸入0阴幌，可以根據(jù)第二個參數(shù)，自動選擇協(xié)議

     返回值
     int類型,如果 > 0 就表示創(chuàng)建客戶端Socket成功,返回socket
     */
    int clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (clientSocket > 0) {
        NSLog(@"創(chuàng)建客戶端Socket成功");
    }

    // 2.客戶端Socket連接到服務(wù)器Socket
    /**
     參數(shù)
     參數(shù)1 :  客戶端socket
     參數(shù)2 :  指向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)sockaddr的指針卷中，其中包括目的端口和IP地址
             服務(wù)器的"結(jié)構(gòu)體"地址
             提示：C 語言中沒有對象
     參數(shù)3 :  結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)長度

     返回值
         0 成功/其他 錯誤代號矛双，(不是非0即真)
     */

    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(80);
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("119.75.217.109");

    int isConnected = connect(clientSocket, (const struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if (isConnected == 0) {
        NSLog(@"連接到服務(wù)器成功");
    }

    // 3.客戶端Socket向服務(wù)器Socket發(fā)送請求
    /**
     參數(shù)
     參數(shù)1 : 客戶端socket
     參數(shù)2 : 發(fā)送內(nèi)容地址 void * == id
     參數(shù)3 : 發(fā)送內(nèi)容長度
     參數(shù)4 : 發(fā)送方式標(biāo)志，一般為0

     返回值
     如果成功蟆豫，則返回發(fā)送的字節(jié)數(shù)议忽，失敗則返回SOCKET_ERROR
     */

    NSString *sendMsg = @"GET / HTTP/1.1\r\n"
                        "Host: www.baidu.com\r\n"
                        "User-Agent: iphone\r\n"
                        "Connection: close\r\n\r\n"
                        ;

    ssize_t sendCount = send(clientSocket, sendMsg.UTF8String, strlen(sendMsg.UTF8String), 0);
    NSLog(@"發(fā)送字符數(shù) %ld",sendCount);

    // 4.客戶端Socket接收服務(wù)器Socket發(fā)送的數(shù)據(jù)(響應(yīng))
    /**
     參數(shù)
     參數(shù)1 : 客戶端socket
     參數(shù)2 : 接收內(nèi)容緩沖區(qū)地址
     參數(shù)3 : 接收內(nèi)容緩存區(qū)長度
     參數(shù)4 : 接收方式，0表示阻塞十减，必須等待服務(wù)器返回數(shù)據(jù)

     返回值
     如果成功栈幸，則返回讀入的字節(jié)數(shù)愤估，失敗則返回SOCKET_ERROR

     提示 : 服務(wù)器發(fā)送給客戶端數(shù)據(jù)時,是一點一點發(fā)送的
     提示 : 當(dāng)服務(wù)器把數(shù)據(jù)都發(fā)送完了以后,再次發(fā)送時,只發(fā)送0字節(jié),
     */

    // 創(chuàng)建接收服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)的容器 / 緩沖區(qū) ,并且指定了容量
    uint8_t buffer[1024];
    // 需要創(chuàng)建一個容器
    NSMutableData *dataM = [NSMutableData data];

    // 循環(huán)的接收服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)
    ssize_t recvCount = -1;
    while (recvCount != 0) {
        // 值接收了一次
        recvCount = recv(clientSocket, buffer, sizeof(buffer), 0);
        NSLog(@"接收的內(nèi)容數(shù) %ld",recvCount);
        [dataM appendBytes:buffer length:recvCount];
    }
    NSString *html = [[NSString alloc] initWithData:dataM encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"%@",html);

    // 5.關(guān)閉Socket
    close(clientSocket);
}
@end

后面我將介紹我深入了解過得和用過的一些socket框架。

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