序言
網(wǎng)絡(luò)七層由下往上分別為物理層想帅、數(shù)據(jù)鏈路層场靴、網(wǎng)絡(luò)層啡莉、傳輸層港准、會話層、表示層和應(yīng)用層咧欣。
其中物理層浅缸、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層通常被稱作媒體層，是網(wǎng)絡(luò)工程師所研究的對象魄咕；
傳輸層衩椒、會話層、表示層和應(yīng)用層則被稱作主機(jī)層哮兰，是用戶所面向和關(guān)心的內(nèi)容毛萌。
- http協(xié)議對應(yīng)于應(yīng)用層
- tcp/udp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。何況HTTP協(xié)議是基于TCP連接的喝滞。TCP/IP是傳輸層協(xié)議阁将，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)議右遭，主要解決如何包裝數(shù)據(jù)做盅。我們在傳輸數(shù)據(jù)時缤削，可以只使用傳輸層（TCP/IP），但是那樣的話吹榴，由于沒有應(yīng)用層亭敢，便無法識別數(shù)據(jù)內(nèi)容，如果想要使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有意義图筹，則必須使用應(yīng)用層協(xié)議帅刀，應(yīng)用層協(xié)議很多，有HTTP远剩、FTP劝篷、TELNET等等，也可以自己定義應(yīng)用層協(xié)議民宿。WEB使用HTTP作傳輸層協(xié)議娇妓，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)上活鹰。Socket是對TCP/IP協(xié)議的封裝哈恰，Socket本身并不是協(xié)議，而是一個調(diào)用接口（API）志群，通過Socket着绷，我們才能使用TCP/IP協(xié)議。
什么是Socket?
Socket又稱之為“套接字”锌云，是系統(tǒng)提供的用于網(wǎng)絡(luò)通信的方法荠医。它的實質(zhì)并不是一種協(xié)議，沒有規(guī)定計算機(jī)應(yīng)當(dāng)怎么樣傳遞消息桑涎，只是給程序員提供了一個發(fā)送消息的接口彬向，程序員使用這個接口提供的方法，發(fā)送與接收消息攻冷。
Socket描述了一個IP娃胆、端口對。它簡化了程序員的操作等曼，知道對方的IP以及PORT就可以給對方發(fā)送消息里烦，再由服務(wù)器端來處理發(fā)送的這些消息。所以禁谦，Socket一定包含了通信的雙方胁黑，即客戶端（Client）與服務(wù)端（server）。
TCP
TCP是面向連接的州泊、傳輸可靠(保證數(shù)據(jù)正確性且保證數(shù)據(jù)順序)丧蘸、用于傳輸大量數(shù)據(jù)(流模式)、速度慢拥诡，建立連接需要開銷較多(時間触趴，系統(tǒng)資源)氮发。
TCP是一種流模式的協(xié)議，是面向連接的冗懦，也就是說爽冕，在連接持續(xù)的過程中，socket中收到的數(shù)據(jù)都是由同一臺主機(jī)發(fā)出的（劫持什么的不考慮）披蕉，因此颈畸，知道保證數(shù)據(jù)是有序的到達(dá)就行了，至于每次讀取多少數(shù)據(jù)不關(guān)心没讲。
TCP三次握手
所謂三次握手(Three-way Handshake)眯娱，是指建立一個TCP連接時，需要客戶端和服務(wù)器總共發(fā)送3個包爬凑。三次握手的目的是連接服務(wù)器指定端口徙缴，建立TCP連接,并同步連接雙方的序列號和確認(rèn)號并交換TCP窗口大小信息。在socket編程中嘁信，客戶端執(zhí)行connect()時于样，將觸發(fā)三次握手（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）：
SYN（synchronous）是同步標(biāo)志；ACK (Acknowledgement）是確認(rèn)標(biāo)志潘靖，seq是序列號穿剖。
- 第一次握手：客戶端發(fā)送一個TCP的SYN標(biāo)志位置1的包，指明客戶打算連接的服務(wù)器的端口卦溢，以及初始序號X,保存在包頭的序列號字段里糊余。
- 第二次握手：服務(wù)器發(fā)回確認(rèn)包(ACK)應(yīng)答。即SYN標(biāo)志位和ACK標(biāo)志位均為1同時单寂，將確認(rèn)序號設(shè)置為客戶的序列號加1以贬芥，即X+1。
- 第三次握手：客戶端再次發(fā)送確認(rèn)包(ACK) SYN標(biāo)志位為0凄贩，ACK標(biāo)志位為1誓军。并且把服務(wù)器發(fā)來ACK的序號字段+1袱讹，放在確定字段中發(fā)送給對方.并且在數(shù)據(jù)段放寫序列號的+1疲扎。
關(guān)于三次握手，知乎上有個段子我覺得挺好的捷雕。
「喂喂喂椒丧，能聽到嗎？」
「沒問題救巷。能聽到就回一聲壶熏。」
「沒問題浦译“艏伲」
TCP四次揮手
四次揮手的流程：
當(dāng)Server端收到Client端的SYN連接請求報文后溯职，可以直接發(fā)送SYN+ACK報文。其中ACK報文是用來應(yīng)答的帽哑，SYN報文是用來同步的谜酒。但是關(guān)閉連接時，當(dāng)Server端收到FIN報文時妻枕，很可能并不會立即關(guān)閉SOCKET僻族，所以只能先回復(fù)一個ACK報文，告訴Client端屡谐，”你發(fā)的FIN報文我收到了”述么。只有等到我Server端所有的報文都發(fā)送完了，我才能發(fā)送FIN報文愕掏，因此不能一起發(fā)送度秘。故需要四步握手。
TCP客戶端-服務(wù)器程序設(shè)計基本框架
UDP
UDP是面向無連接饵撑、傳輸不可靠敷钾、用于傳輸少量數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)包模式)、速度快的傳輸層協(xié)議肄梨。注意阻荒，UDP傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)報包，而TCP是流众羡。
UDP是面向無連接的協(xié)議侨赡，只要知道接收端的IP和端口，且網(wǎng)絡(luò)是可達(dá)的粱侣，任何主機(jī)都可以向接收端發(fā)送數(shù)據(jù)羊壹。這時候，如果一次能讀取超過一個報文的數(shù)據(jù)齐婴，則會亂套油猫。比如，主機(jī)A向發(fā)送了報文P1柠偶，主機(jī)B發(fā)送了報文P2情妖，如果能夠讀取超過一個報文的數(shù)據(jù)，那么就會將P1和P2的數(shù)據(jù)合并在了一起诱担，這樣的數(shù)據(jù)是沒有意義的毡证。
UDP客戶端-服務(wù)端程序設(shè)計基本框架
Socket的通信過程
每一個應(yīng)用或者說服務(wù)都有一個端口。比如DNS的端口號53蔫仙，http的端口號80都是對應(yīng)一個應(yīng)用或者服務(wù)的端口料睛。我們能由DNS請求到查詢信息，是因為DNS服務(wù)器時時刻刻都在監(jiān)聽53端口，當(dāng)收到我們的查詢請求以后恤煞，就能夠返回我們想要的IP信息屎勘。所以，從程序設(shè)計上來講居扒，應(yīng)該包含以下步驟：
- 服務(wù)端利用Socket監(jiān)聽端口挑秉；
- 客戶端發(fā)起連接；
- 服務(wù)端返回信息苔货，建立連接犀概，開始通信；
- 客戶端夜惭，服務(wù)端斷開連接姻灶。
Socket原理
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诈茧。它是網(wǎng)絡(luò)通信過程中端點的抽象表示产喉，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地址敢会，本地進(jìn)程的協(xié)議端口曾沈，遠(yuǎn)地主機(jī)的IP地址，遠(yuǎn)地進(jìn)程的協(xié)議端口鸥昏。
應(yīng)用層通過傳輸層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時塞俱，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)吏垮。為了區(qū)別不同的應(yīng)用程序進(jìn)程和連接障涯，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接口膳汪，區(qū)分來自不同應(yīng)用程序進(jìn)程或網(wǎng)絡(luò)連接的通信唯蝶，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務(wù)。
Socket連接
建立Socket連接至少需要一對套接字遗嗽，其中一個運(yùn)行于客戶端粘我，稱為ClientSocket，另一個運(yùn)行于服務(wù)器端痹换，稱為ServerSocket征字。
套接字之間的連接過程分為三個步驟：
- 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)晴音，實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)柔纵，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，要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字锤躁。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，指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號系羞，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郭计，就響應(yīng)客戶端套接字的請求，建立一個新的線程椒振，把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶端昭伸，一旦客戶端確認(rèn)了此描述，雙方就正式建立連接澎迎。而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài)庐杨，繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請求
