網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議
網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議由下往上分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層谆级、網(wǎng)絡(luò)層烤礁、傳輸層、會(huì)話層肥照、表示層和應(yīng)用層脚仔。其中物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層通常被稱作媒體層舆绎,是網(wǎng)絡(luò)工程師所研究的對(duì)象鲤脏;傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層則被稱作主機(jī)層猎醇,是用戶所面向和關(guān)心的內(nèi)容窥突。
HTTP協(xié)議對(duì)應(yīng)于應(yīng)用層,TCP協(xié)議對(duì)應(yīng)于傳輸層硫嘶,IP協(xié)議對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層阻问,HTTP協(xié)議是基于TCP連接的,三者本質(zhì)上沒有可比性。 TCP/IP是傳輸層協(xié)議沦疾,主要解決數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸称近;而HTTP是應(yīng)用層協(xié)議,主要解決如何包裝數(shù)據(jù)曹鸠。Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層,是它的一組接口斥铺。
TCP/IP五層模型
TCP/IP五層模型的協(xié)議分為:應(yīng)用層彻桃、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層晾蜘、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層邻眷。中繼器、集線器剔交、還有我們通常說的雙絞線也工作在物理層肆饶;網(wǎng)橋(現(xiàn)已很少使用)、以太網(wǎng)交換機(jī)(二層交換機(jī))岖常、網(wǎng)卡(其實(shí)網(wǎng)卡是一半工作在物理層驯镊、一半工作在數(shù)據(jù)鏈路層)在數(shù)據(jù)鏈路層;路由器竭鞍、三層交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)層板惑;傳輸層主要是四層交換機(jī)、也有工作在四層的路由器偎快。
TCP/IP協(xié)議中的應(yīng)用層處理七層模型中的第五層冯乘、第六層和第七層的功能。TCP/IP協(xié)議中的傳輸層并不能總是保證在傳輸層可靠地傳輸數(shù)據(jù)包晒夹,而七層模型可以做到裆馒。TCP/IP協(xié)議還提供一項(xiàng)名為UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)的選擇。UDP不能保證可靠的數(shù)據(jù)包傳輸丐怯。
TCP:面向連接喷好、傳輸可靠(保證數(shù)據(jù)正確性,保證數(shù)據(jù)順序)、用于傳輸大量數(shù)據(jù)(流模式)读跷、速度慢绒窑,建立連接需要開銷較多(時(shí)間,系統(tǒng)資源)舔亭。
UDP:面向非連接些膨、傳輸不可靠蟀俊、用于傳輸少量數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)包模式)、速度快订雾。
TCP是一種流模式的協(xié)議肢预,UDP是一種數(shù)據(jù)報(bào)模式的協(xié)議。
在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)洼哎,可以只使用傳輸層(TCP/IP)烫映,但是那樣的話,由于沒有應(yīng)用層噩峦,便無法識(shí)別數(shù)據(jù)內(nèi)容锭沟,如果想要使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有意義,則必須使用應(yīng)用層協(xié)議(HTTP识补、FTP族淮、TELNET等),也可以自己定義應(yīng)用層協(xié)議凭涂。
WEB使用HTTP作傳輸層協(xié)議祝辣,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。Socket是對(duì)TCP/IP協(xié)議的封裝,Socket本身并不是協(xié)議射众,而是一個(gè)調(diào)用接口(API),通過Socket孕荠,我們才能使用TCP/IP協(xié)議。
HTTP連接
HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(HypertextTransfer Protocol )攻谁,是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)岛琼,也是手機(jī)聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一,HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應(yīng)用巢株。
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)槐瑞,在請(qǐng)求結(jié)束后,會(huì)主動(dòng)釋放連接阁苞。從建立連接到關(guān)閉連接的過程稱為“一次連接”困檩。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)那槽,需要不斷地向服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求悼沿。若服務(wù)器長(zhǎng)時(shí)間無法收到客戶端的請(qǐng)求,則認(rèn)為客戶端“下線”骚灸,若客戶端長(zhǎng)時(shí)間無法收到服務(wù)器的回復(fù)糟趾,則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開。在HTTP 1.0中,客戶端的每次請(qǐng)求都要求建立一次單獨(dú)的連接义郑,在處理完本次請(qǐng)求后蝶柿,就自動(dòng)釋放連接。在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個(gè)請(qǐng)求非驮,并且多個(gè)請(qǐng)求可以重疊進(jìn)行交汤,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。
HTTPS(Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer)劫笙,是以安全為目標(biāo)的HTTP通道芙扎,是HTTP的安全版。 在HTTP下加入SSL層填大,HTTPS的安全基礎(chǔ)是SSL戒洼,因此加密的詳細(xì)內(nèi)容就需要SSL。 HTTPS存在不同于HTTP的默認(rèn)端口及一個(gè)加密/身份驗(yàn)證層(在HTTP與TCP之間)允华。HTTP協(xié)議以明文方式發(fā)送內(nèi)容圈浇,不提供任何方式的數(shù)據(jù)加密,如果攻擊者截取了Web瀏覽器和網(wǎng)站服務(wù)器之間的傳輸報(bào)文例获,就可以直接讀懂其中的信息汉额,因此HTTP協(xié)議不適合傳輸一些敏感信息曹仗。
https協(xié)議需要到ca申請(qǐng)證書榨汤;http是超文本傳輸協(xié)議,信息是明文傳輸怎茫,https 則是具有安全性的ssl加密傳輸協(xié)議收壕;http和https使用的是完全不同的連接方式,用的端口也不一樣轨蛤,前者是80蜜宪,后者是443;http的連接很簡(jiǎn)單祥山,是無狀態(tài)的圃验,HTTPS協(xié)議是由SSL+HTTP協(xié)議構(gòu)建的可進(jìn)行加密傳輸、身份認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議缝呕。
Socket連接與HTTP連接的不同
通常情況下Socket連接就是TCP連接澳窑,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)容供常,直到雙方連接斷開摊聋。但在實(shí)際應(yīng)用中,客戶端到服務(wù)器之間的通信防火墻默認(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 連接斷連栈暇,因此需要通過輪詢告訴網(wǎng)絡(luò)麻裁,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,不僅在請(qǐng)求時(shí)需要先建立連接煎源,而且需要客戶端向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求后色迂,服務(wù)器端才能回復(fù)數(shù)據(jù)
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)薪夕,保持客戶端與服務(wù)器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)與同步脚草。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 客戶端原献;若雙方建立的是HTTP連接馏慨,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,因此姑隅,客戶端定時(shí)向服務(wù)器端發(fā)送連接請(qǐng)求写隶,不僅可以 保持在線,同時(shí)也是在“詢問”服務(wù)器是否有新的數(shù)據(jù)讲仰,如果有就將數(shù)據(jù)傳給客戶端慕趴。
CocoaAsyncSocket
iOS的socket實(shí)現(xiàn)是特別簡(jiǎn)單的,可以使用github的開源類庫(kù)cocoaasyncsocket簡(jiǎn)化開發(fā)鄙陡,cocoaasyncsocket是支持tcp和ump的冕房。代碼大概如下:
環(huán)境
下載AsyncSocket類庫(kù),將RunLoop文件夾下的AsyncSocket.h, AsyncSocket.m, AsyncUdpSocket.h, AsyncUdpSocket.m 文件拷貝到自己的project中
添加CFNetwork.framework, 在使用socket的文件頭
#import <sys/socket.h>
#import <netinet/in.h>
#import <arpa/inet.h>
#import <unistd.h>
使用
- socket 連接
即時(shí)通訊最大的特點(diǎn)就是實(shí)時(shí)性趁矾,基本感覺不到延時(shí)或是掉線耙册,所以必須對(duì)socket的連接進(jìn)行監(jiān)視與檢測(cè),在斷線時(shí)進(jìn)行重新連接毫捣,如果用戶退出登錄详拙,要將socket手動(dòng)關(guān)閉,否則對(duì)服務(wù)器會(huì)造成一定的負(fù)荷蔓同。
一般來說饶辙,一個(gè)用戶(對(duì)于ios來說也就是我們的項(xiàng)目中)只能有一個(gè)正在連接的socket,所以這個(gè)socket變量必須是全局的斑粱,這里可以考慮使用單例或是AppDelegate進(jìn)行數(shù)據(jù)共享弃揽,本文使用單例。如果對(duì)一個(gè)已經(jīng)連接的socket對(duì)象再次進(jìn)行連接操作则北,會(huì)拋出異常(不可對(duì)已經(jīng)連接的socket進(jìn)行連接)程序崩潰矿微,所以在連接socket之前要對(duì)socket對(duì)象的連接狀態(tài)進(jìn)行判斷
使用socket進(jìn)行即時(shí)通訊還有一個(gè)必須的操作,即對(duì)服務(wù)器發(fā)送心跳包咒锻,每隔一段時(shí)間對(duì)服務(wù)器發(fā)送長(zhǎng)連接指令(指令不唯一冷冗,由服務(wù)器端指定,包括使用socket發(fā)送消息惑艇,發(fā)送的數(shù)據(jù)和格式都是由服務(wù)器指定)蒿辙,如果沒有收到服務(wù)器的返回消息拇泛,AsyncSocket會(huì)得到失去連接的消息,我們可以在失去連接的回調(diào)方法里進(jìn)行重新連接思灌。
先創(chuàng)建一個(gè)單例俺叭,命名為Singleton
Singleton.h
// Singleton.h
#import "AsyncSocket.h"
#define DEFINE_SHARED_INSTANCE_USING_BLOCK(block) \
static dispatch_once_t onceToken = 0; \
__strong static id sharedInstance = nil; \
dispatch_once(&onceToken, ^{ \
sharedInstance = block(); \
}); \
return sharedInstance; \
@interface Singleton : NSObject+ (Singleton *)sharedInstance;
@end
Singleton.m
+(Singleton *) sharedInstance
{
static Singleton *sharedInstace = nil;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
sharedInstace = [[self alloc] init];
});
return sharedInstace;
}
這樣一個(gè)單例就創(chuàng)建好了
在.h文件中生命socket變量
@property (nonatomic, strong) AsyncSocket *socket; // socket
@property (nonatomic, copy ) NSString *socketHost; // socket的Host
@property (nonatomic, assign) UInt16 socketPort; // socket的port
下面是連接,心跳泰偿,失去連接后重連
連接(長(zhǎng)連接)
在.h文件中聲明方法熄守,并聲明代理<AsyncSocketDelegate>
-(void)socketConnectHost;// socket連接
在.m中實(shí)現(xiàn),連接時(shí)host與port都是由服務(wù)器指定耗跛,如果不是自己寫的服務(wù)器裕照,請(qǐng)與服務(wù)器端開發(fā)人員交流
// socket連接
-(void)socketConnectHost{
self.socket = [[AsyncSocket alloc] initWithDelegate:self];
NSError *error = nil;
[self.socket connectToHost:self.socketHost onPort:self.socketPort withTimeout:3 error:&error];
}
心跳
心跳通過計(jì)時(shí)器來實(shí)現(xiàn) 在singleton.h中聲明一個(gè)定時(shí)器
@property (nonatomic, retain) NSTimer *connectTimer; // 計(jì)時(shí)器
在.m中實(shí)現(xiàn)連接成功回調(diào)方法,并在此方法中初始化定時(shí)器调塌,發(fā)送心跳在后文向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)說明
#pragma mark - 連接成功回調(diào)
-(void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString *)host port:(UInt16)port{
NSLog(@"socket連接成功");
// 每隔30s像服務(wù)器發(fā)送心跳包
self.connectTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:30 target:self selector:@selector(longConnectToSocket) userInfo:nil repeats:YES];
// 在longConnectToSocket方法中進(jìn)行長(zhǎng)連接需要向服務(wù)器發(fā)送的訊息
[self.connectTimer fire];
}
- socket 斷開連接與重連
斷開連接
失去連接有幾種情況晋南,服務(wù)器斷開,用戶主動(dòng)cut羔砾,還可能有如QQ其他設(shè)備登錄被掉線的情況负间,不管那種情況,我們都能收到socket回調(diào)方法返回給我們的訊息姜凄,如果是用戶退出登錄或是程序退出而需要手動(dòng)cut政溃,我們?cè)赾ut前對(duì)socket的userData賦予一個(gè)值來標(biāo)記為用戶退出,這樣我們可以在收到斷開信息時(shí)判斷究竟是什么原因?qū)е碌牡艟€
在.h文件中聲明一個(gè)枚舉類型
enum{
SocketOfflineByServer,// 服務(wù)器掉線态秧,默認(rèn)為0
SocketOfflineByUser, // 用戶主動(dòng)cut
};
聲明斷開連接方法
-(void)cutOffSocket; // 斷開socket連接
.m
// 切斷socket
-(void)cutOffSocket{
self.socket.userData = SocketOfflineByUser;// 聲明是由用戶主動(dòng)切斷
[self.connectTimer invalidate];
[self.socket disconnect];
}
重連
實(shí)現(xiàn)代理方法
-(void)onSocketDidDisconnect:(AsyncSocket *)sock{
NSLog(@"sorry the connect is failure %ld",sock.userData);
if (sock.userData == SocketOfflineByServer) {
// 服務(wù)器掉線董虱,重連
[self socketConnectHost];
} else if (sock.userData == SocketOfflineByUser) {
// 如果由用戶斷開,不進(jìn)行重連
return;
}
}
- socket 發(fā)送與接收數(shù)據(jù)
發(fā)送數(shù)據(jù) 我們補(bǔ)充上文心跳連接未完成的方法
// 心跳連接
-(void)longConnectToSocket{
// 根據(jù)服務(wù)器要求發(fā)送固定格式的數(shù)據(jù)屿聋,假設(shè)為指令@"longConnect"空扎,但是一般不會(huì)是這么簡(jiǎn)單的指令
NSString *longConnect = @"longConnect";
NSData *dataStream = [longConnect dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
[self.socket writeData:dataStream withTimeout:1 tag:1];
}
socket發(fā)送數(shù)據(jù)是以棧的形式存放藏鹊,所有數(shù)據(jù)放在一個(gè)棧中润讥,存取時(shí)會(huì)出現(xiàn)粘包的現(xiàn)象,所以很多時(shí)候服務(wù)器在收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)是以先發(fā)送內(nèi)容字節(jié)長(zhǎng)度盘寡,再發(fā)送內(nèi)容的形式楚殿,得到數(shù)據(jù)時(shí)也是先得到一個(gè)長(zhǎng)度,再根據(jù)這個(gè)長(zhǎng)度在棧中讀取這個(gè)長(zhǎng)度的字節(jié)流竿痰,如果是這種情況脆粥,發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)只需在發(fā)送內(nèi)容前發(fā)送一個(gè)長(zhǎng)度,發(fā)送方法與發(fā)送內(nèi)容一樣影涉,假設(shè)長(zhǎng)度為8
NSData *dataStream = [@8 dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
[self.socket writeData:dataStream withTimeout:1 tag:1];
接收數(shù)據(jù) 為了能時(shí)刻接收到socket的消息变隔,我們?cè)陂L(zhǎng)連接方法中進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)
[self.socket readDataWithTimeout:30 tag:0];
如果得到數(shù)據(jù),會(huì)調(diào)用回調(diào)方法
-(void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag{
// 對(duì)得到的data值進(jìn)行解析與轉(zhuǎn)換即可
[self.socket readDataWithTimeout:30 tag:0];
}
- 簡(jiǎn)單使用說明
我們?cè)谟脩舻卿浐蟮牡谝粋€(gè)界面進(jìn)行socket的初始化連接操作蟹倾,在得到數(shù)據(jù)后匣缘,將所需要顯示的數(shù)據(jù)放在singleton中猖闪,對(duì)變量進(jìn)行監(jiān)聽后做出相應(yīng)的操作即可,延伸起來比較復(fù)雜肌厨,沒有真實(shí)數(shù)據(jù)也不太方便說明培慌,大家自己進(jìn)行探索吧,有問題請(qǐng)?jiān)谙路搅粞砸黄鹛接憽?/li>
[Singleton sharedInstance].socketHost = @"192.186.100.21";// host設(shè)定
[Singleton sharedInstance].socketPort = 10045;// port設(shè)定 // 在連接前先進(jìn)行手動(dòng)斷開
[Singleton sharedInstance].socket.userData = SocketOfflineByUser;
[[Singleton sharedInstance] cutOffSocket]; // 確保斷開后再連柑爸,如果對(duì)一個(gè)正處于連接狀態(tài)的socket進(jìn)行連接吵护,會(huì)出現(xiàn)崩潰
[Singleton sharedInstance].socket.userData = SocketOfflineByServer;
[[Singleton sharedInstance] socketConnectHost];