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Socket 網路通訊協議 http、TCP/IP協議與socket之間的區別




網路由下往上分為:  物理層-- 資料鏈路層-- 網路層-- IP協議 傳輸層-- TCP協議 會話層-- 表示層和應用層-- HTTP協議 1、TCP/IP連線 手機能夠使用聯網功能是因為手機底層實現了TCP/IP協議,可以使手機終端通過無線網路建立TCP連線。TCP協議可以對上層網路提供介面,使上層網路資料的傳輸建立在“無差別”的網路之上。 建立起一個TCP連線需要經過“三次握手”: 第一次握手:客戶端傳送syn包(syn=j)到伺服器,並進入SYN_SEND狀態,等待伺服器確認; 第二次握手:伺服器收到syn包,必須確認客戶的SYN(ack=j+1),同時自己也傳送一個SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此時伺服器進入SYN_RECV狀態; 第三次握手:客戶端收到伺服器的SYN+ACK包,向伺服器傳送確認包ACK(ack=k+1),此包傳送完畢,客戶端和伺服器進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手。 握手過程中傳送的包裡不包含資料,三次握手完畢後,客戶端與伺服器才正式開始傳送資料。理想狀態下,TCP連線一旦建立,在通訊雙方中的任何一方主動關閉連線之前,TCP 連線都將被一直保持下去。斷開連線時伺服器和客戶端均可以主動發起斷開TCP連線的請求,斷開過程需要經過“四次握手”(過程就不細寫了,就是伺服器和客戶端互動,最終確定斷開). 2、HTTP連線 HTTP協議即超文字傳送協議(Hypertext Transfer Protocol ),是Web聯網的基礎,也是手機聯網常用的協議之一,HTTP協議是建立在TCP協議之上的一種應用。 HTTP連線最顯著的特點是客戶端傳送的每次請求都需要伺服器回送響應,在請求結束後,會主動釋放連線。從建立連線到關閉連線的過程稱為“一次連線”。 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線,在處理完本次請求後,就自動釋放連線。 2)在HTTP 1.1中則可以在一次連線中處理多個請求,並且多個請求可以重疊進行,不需要等待一個請求結束後再發送下一個請求。 由於HTTP在每次請求結束後都會主動釋放連線,因此HTTP連線是一種“短連線”,要保持客戶端程式的線上狀態,需要不斷地向伺服器發起連線請求。通常的做法是即時不需要獲得任何資料,客戶端也保持每隔一段固定的時間向伺服器傳送一次“保持連線”的請求,伺服器在收到該請求後對客戶端進行回覆,表明知道客戶端“線上”。若伺服器長時間無法收到客戶端的請求,則認為客戶端“下線”,若客戶端長時間無法收到伺服器的回覆,則認為網路已經斷開。 3、SOCKET原理 3.1套接字(socket)概念 套接字(socket)是通訊的基石,是支援TCP/IP協議的網路通訊的基本操作單元。它是網路通訊過程中端點的抽象表示,包含進行網路通訊必須的五種資訊:連線使用的協議,本地主機的IP地址,本地程序的協議埠,遠地主機的IP地址,遠地程序的協議埠。
應用層通過傳輸層進行資料通訊時,TCP會遇到同時為多個應用程式程序提供併發服務的問題。多個TCP連線或多個應用程式程序可能需要通過同一個 TCP協議埠傳輸資料。為了區別不同的應用程式程序和連線,許多計算機作業系統為應用程式與TCP/IP協議互動提供了套接字(Socket)介面。應用層可以和傳輸層通過Socket介面,區分來自不同應用程式程序或網路連線的通訊,實現資料傳輸的併發服務。 3.2 建立socket連線 建立Socket連線至少需要一對套接字,其中一個運行於客戶端,稱為ClientSocket ,另一個運行於伺服器端,稱為ServerSocket 。 套接字之間的連線過程分為三個步驟:伺服器監聽,客戶端請求,連線確認。 伺服器監聽:伺服器端套接字並不定位具體的客戶端套接字,而是處於等待連線的狀態,實時監控網路狀態,等待客戶端的連線請求。 客戶端請求:指客戶端的套接字提出連線請求,要連線的目標是伺服器端的套接字。為此,客戶端的套接字必須首先描述它要連線的伺服器的套接字,指出伺服器端套接字的地址和埠號,然後就向伺服器端套接字提出連線請求。 連線確認:當伺服器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連線請求時,就響應客戶端套接字的請求,建立一個新的執行緒,把伺服器端套接字的描述發給客戶端,一旦客戶端確認了此描述,雙方就正式建立連線。而伺服器端套接字繼續處於監聽狀態,繼續接收其他客戶端套接字的連線請求。 4、SOCKET連線與TCP/IP連線 建立Socket連線時,可以指定使用的傳輸層協議,Socket可以支援不同的傳輸層協議(TCP或UDP),當使用TCP協議進行連線時,該Socket連線就是一個TCP連線。 socket則是對TCP/IP協議的封裝和應用(程式設計師層面上)。也可以說,TPC/IP協議是傳輸層協議,主要解決資料 如何在網路中傳輸,而HTTP是應用層協議,主要解決如何包裝資料。關於TCP/IP和HTTP協議的關係,網路有一段比較容易理解的介紹: “我們在傳輸資料時,可以只使用(傳輸層)TCP/IP協議,但是那樣的話,如 果沒有應用層,便無法識別資料內容,如果想要使傳輸的資料有意義,則必須使用到應用層協議,應用層協議有很多,比如HTTP、FTP、TELNET等,也 可以自己定義應用層協議。WEB使用HTTP協議作應用層協議,以封裝HTTP文字資訊,然後使用TCP/IP做傳輸層協議將它發到網路上。” 我們平時說的最多的socket是什麼呢,實際上socket是對TCP/IP協議的封裝,Socket本身並不是協議,而是一個呼叫介面(API),通過Socket,我們才能使用TCP/IP協議。 實際上,Socket跟TCP/IP協議沒有必然的聯絡。Socket
程式設計
介面在設計的時候,就希望也能適應其他的網路協議。所以說,Socket的出現 只是使得程式設計師更方便地使用TCP/IP協議棧而已,是對TCP/IP協議的抽象,從而形成了我們知道的一些最基本的函式介面,比如create、 listen、connect、accept、send、read和write等等。網路有一段關於socket和TCP/IP協議關係的說法比較容易理解: “TCP/IP只是一個協議棧,就像作業系統的執行機制一樣,必須要具體實現,同時還要提供對外的操作介面。這個就像作業系統會提供標準的程式設計介面,比如win32程式設計介面一樣,TCP/IP也要提供可供程式設計師做網路開發所用的介面,這就是Socket程式設計介面。” 實際上,傳輸層的TCP是基於網路層的IP協議的,而應用層的HTTP協議又是基於傳輸層的TCP協議的,而Socket本身不算是協議,就像上面所說,它只是提供了一個針對TCP或者UDP程式設計的介面。socket是對埠通訊開發的工具,它要更底層一些. 5、Socket連線與HTTP連線 由於通常情況下Socket連線就是TCP連線,因此Socket連線一旦建立,通訊雙方即可開始相互發送資料內容,直到雙方連線斷開。但在實際網路應用中,客戶端到伺服器之間的通訊往往需要穿越多箇中間節點,例如
路由器
、閘道器、防火牆等,大部分防火牆預設會關閉長時間處於非活躍狀態的連線而導致 Socket 連線斷連,因此需要通過輪詢告訴網路,該連線處於活躍狀態。 而HTTP連線使用的是“請求—響應”的方式,不僅在請求時需要先建立連線,而且需要客戶端向伺服器發出請求後,伺服器端才能回覆資料。 很多情況下,需要伺服器端主動向客戶端推送資料,保持客戶端與伺服器資料的實時與同步。此時若雙方建立的是Socket連線,伺服器就可以直接將資料傳送給客戶端;若雙方建立的是HTTP連線,則伺服器需要等到客戶端傳送一次請求後才能將資料傳回給客戶端,因此,客戶端定時向伺服器端傳送連線請求,不僅可以保持線上,同時也是在“詢問”伺服器是否有新的資料,如果有就將資料傳給客戶端。 http協議是應用層的協義 有個比較形象的描述:HTTP是轎車,提供了封裝或者顯示資料的具體形式;Socket是發動機,提供了網路通訊的能力。 兩個計算機之間的交流無非是兩個埠之間的資料通訊,具體的資料會以什麼樣的形式展現`是以不同的應用層協議來定義的`如HTTP`FTP`... <!--[if !supportLineBreakNewLine]--> <!--[endif]-->