来自 操作系统 2019-12-04 16:28 的文章
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TCP/IP、HTTP、SOCKET 的联系和区别

 

    相信不少初学手机联网开发的朋友都想知道Http与Socket连接究竟有什么区别,希望通过自己的浅显理解能对初学者有所帮助。

一、基本概念

1、TCP连接

      手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议,可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口,使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

      建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”:

      第一次握手:客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;

      第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;

      第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。

      握手过程中传送的包里不包含数据,三次握手完毕后,客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下,TCP连接一旦建立,在通信双方中的任何一方主动关闭连 接之前,TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求,断开过程需要经过“四次握手”(过程就不细写 了,就是服务器和客户端交互,最终确定断开)

2、HTTP连接

      HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol ),是Web联网的基础,也是手机联网常用的协议之一,HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。

      HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应,在请求结束后,会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

      1)在HTTP 1.0中,客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接,在处理完本次请求后,就自动释放连接。

      2)在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求,并且多个请求可以重叠进行,不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

      由于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接,因此HTTP连接是一种“短连接”,要保持客户端程序的在线状态,需要不断地向服务器发起连接请求。通常的 做法是即时不需要获得任何数据,客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求,服务器在收到该请求后对客户端进行回复,表明知道客 户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求,则认为客户端“下线”,若客户端长时间无法收到服务器的回复,则认为网络已经断开。

3、SOCKET原理

3.1套接字(socket)概念

      套接字(socket)是通信的基石,是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示,包含进行网络通信必须的五种信息:连接使用的协议,本地主机的IP地址,本地进程的协议端口,远地主机的IP地址,远地进程的协议端口。

      应用层通过传输层进行数据通信时,TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个 TCP协 议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接,许多计算机操作系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以 和传输层通过Socket接口,区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信,实现数据传输的并发服务。

3.2 建立socket连接

      建立Socket连接至少需要一对套接字,其中一个运行于客户端,称为ClientSocket ,另一个运行于服务器端,称为ServerSocket 。

      套接字之间的连接过程分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,连接确认。

      服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。

      客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。

      连接确认:当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户 端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。

4、SOCKET连接与TCP连接

      创建Socket连接时,可以指定使用的传输层协议,Socket可以支持不同的传输层协议(TCP或UDP),当使用TCP协议进行连接时,该Socket连接就是一个TCP连接。

5、Socket连接与HTTP连接

      由于通常情况下Socket连接就是TCP连接,因此Socket连接一旦建立,通信双方即可开始相互发送数据内容,直到双方连接断开。但在实际网络应用 中,客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点,例如路由器、网关、防火墙等,大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导 致 Socket 连接断连,因此需要通过轮询告诉网络,该连接处于活跃状态。

      而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式,不仅在请求时需要先建立连接,而且需要客户端向服务器发出请求后,服务器端才能回复数据。

      很多情况下,需要服务器端主动向客户端推送数据,保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接,服务器就可以直接将数据传送给 客户端;若双方建立的是HTTP连接,则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端,因此,客户端定时向服务器端发送连接请求,不仅可以 保持在线,同时也是在“询问”服务器是否有新的数据,如果有就将数据传给客户端。

 

二、相互关系

      首先,纠正一下我以前一直误解的概念,我一直以为Http和Tcp是两种不同的,但是地位对等的协议,虽然知道TCP是传输层,而http是应用层今天学习了下,知道了 http是要基于TCP连接基础上的,简单的说,TCP就是单纯建立连接,不涉及任何我们需要请求的实际数据,简单的传输。http是用来收发数据,即实际应用上来的。

      第一:从传输层,先说下TCP连接,我们要和服务端连接TCP连接,需要通过三次连接,包括:请求,确认,建立连接。即传说中的“三次握手协议”。

      第一次:C发送一个请求连接的位码SYN和一个随机产生的序列号给Seq,然后S收到了这些数据。

      第二次:S收到了这个请求连接的位码,啊呀,有人向我发出请求了么,那我要不要接受他的请求,得实现确认一下,于是,发送了一个确认码 ACN(seq+1),和SYN,Seq给C,然后C收到了,这个是第二次连接。

      第三次:C收到了确认的码和之前发送的SYN一比较,偶哟,对上了么,于是他又发送了一个ACN(SEQ+1)给S,S收到以后就确定建立连接,至此,TCP连接建立完成。

      简单就是:请求,确认,连接。

 

      第二:从实际上的数据应用来说httP

      在前面客户端和应用服务器建立TCP连接之后,就需要用http协议来传送数据了,HTTP协议简单来说,还是请求,确认,连接。

      总体就是C发送一个HTTP请求给S,S收到了这个http请求,然后返回给Chttp响应,然后C的中间件或者说浏览器把这些数据渲染成为了网页,展示在用户面前。

      第一:发送一个http请求给S,这个请求包括请求头和请求内容:

request header:

      包括了,1.请求的方法是POST/GET,请求的URL,http协议版本2.请求的数据,和编码方式3是否有cookie和cooies,是否缓存等。

      post和get请求方式的区别是,get把请求内容放在URL后面,但是URL长度有限制。而post是以表单的形势,适合要输入密码之类的,因为不在URL中显示,所以比较安全。

request body:

即请求的内容.

      第二:S收到了http请求,然后根据请求头,返回http响应。

response header:包括了1.cookies或者sessions2.状态吗3.内容大小等

response body:

      即响应的内容,包括,JS什么的。

      第三,C收到了以后,就由浏览器完成一系列的渲染,包括执行JS脚本等。

      这就是我所理解的webTCP,HTTP基础知识,待续。。。。。

  

      TCP是底层通讯协议,定义的是数据传输和连接方式的规范
      HTTP是应用层协议,定义的是传输数据的内容的规范
      HTTP协议中的数据是利用TCP协议传输的,所以支持HTTP也就一定支持TCP      

      HTTP支持的是www服务 
      而TCP/IP是协议 
      它是Internet国际互联网络的基础。TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。 
      TCP/IP实际上是一组协议,它包括上百个各种功能的协议,如:远程登录、文件传输和电子邮件等,而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族,而不单单是TCP和IP。

要弄明白 http 和 socket 首先要熟悉网络七层:物 数 网 传 会 表 应,如图1

网络由下往上分为:

忆往昔,尽是悔恨泪.

在学校的时候学过,网络七层,也知道tcp的三次握手.但因为根本没用在实际开发中,所以逐渐淡忘.现在就再次理解下三个的区别与联系.

图片 1

物理层--

正题

如图1

数据链路层--

一、网络分层

物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层 七个层次
其中,底层三层:物理层、数据链路层、网络层 是网络工程师研究的对象。而其它四层,是用户面向和关心的问题.

图片 2

image

HTTP 协议: 超文本传输协议,对应于应用层,用于如何封装数据.
TCP/UDP 协议: 传输控制协议,对应于传输层,主要解决数据在网络中的传输。
IP 协议: 对应于网络层,同样解决数据在网络中的传输。
传输数据的时候只使用 TCP/IP 协议(传输层),如果没有应用层来识别数据内容,传输后的协议都是无用的。
应用层协议很多 FTP,HTTP,TELNET等,可以自己定义应用层协议。
web 使用 HTTP 作传输层协议,以封装 HTTP 文本信息,然后使用 TCP/IP 做传输层协议,将数据发送到网络上。

HTTP 协议:超文本传输协议,对应于应用层,用于如何封装数据.

网络层-- IP协议

二、HTTP 协议

http 为短连接:客户端发送请求都需要服务器端回送响应.请求结束后,主动释放链接,因此为短连接。通常的做法是,不需要任何数据,也要保持每隔一段时间向服务器发送"保持连接"的请求。这样可以保证客户端在服务器端是"上线"状态。

HTTP连接使用的是"请求-响应"方式,不仅在请求时建立连接,而且客户端向服务器端请求后,服务器才返回数据。

TCP/UDP 协议:传输控制协议,对应于传输层,主要解决数据在网络中的传输。

传输层-- TCP协议

三、 TCP和UDP的区别

TCP/IP 中有两个具有代表意义的传输层协议, 它们分别是TCP和UDP.

  • TCP: TCP是面向连接的, 可靠的流协议.

流就是指不间断的数据结构, 你可以把它想象成排水管中的水流. 当应用程序采用TCP发送消息时, 虽然可以保证发送的顺序, 但还是犹如没有任何间隔的数据流发送给接受端.

TCP为提供可靠性传输, 实行顺序控制重发控制机制. 此外还具有流控制(流量控制),拥塞控制,提高网络利用率等众多功能.

  • UDP: 它是不具有可靠性的数据报协议. 细微的处理它会交给上层应用去完成.

在UDP的情况下, 虽然可以确保发送消息的大小, 却不能保证消息一定会到达, 因此,应用有时会根据自己的需要进行重发处理.

可能有人会认为, 鉴于TCP是可靠的传输协议, 那么它就一定优于UDP. 其实不然TCP与UDP的优缺点无法简单地,绝对地去做比较.那么, 对这两种协议应该如何加以区分使用?
TCP 用于在传输层有必要实现可靠性的情况. 由于它是面向连接并具备顺序控制, 重发控制等机制的, 所以它可以为应用提供可靠传输.
而在一方面, UDP主要用于那些对高速传输和实时性有较高要求的通信和广播通信. 我们举个通过IP电话进行通话的例子. 如果使用TCP, 数据在传输途中如果丢失会被重发, 但这样无法流程地传输通话人是声音, 会导致无法进行正常交流. 而采用UDP, 它会不进行重发处理. 从而也就不会有声音大幅度延迟到达的问题. 即使有部分数据丢失, 也只是会影响某一小部分通话,

因此, TCP和UDP应该根据应用的目的按需使用.

IP 协议:对应于网络层,同样解决数据在网络中的传输。

会话层--

四、Socket 连接

要想明白 Socket,必须要理解 TCP 连接。

TCP 三次握手:握手过程中并不传输数据,在握手后服务器与客户端才开始传输数据,理想状态下,TCP 连接一旦建立,在通讯双方中的任何一方主动断开连接之前 TCP 连接会一直保持下去。

Socket 是对 TCP/IP 协议的封装,Socket 只是个接口不是协议,通过 Socket 我们才能使用 TCP/IP 协议,除了 TCP,也可以使用 UDP 协议来传递数据。

创建 Socket 连接的时候,可以指定传输层协议,可以是 TCP 或者 UDP,当用 TCP 连接,该Socket就是个TCP连接,反之。

Socket 原理

Socket 连接,至少需要一对套接字,分为 clientSocket,serverSocket 连接分为3个步骤:

(1) 服务器监听:服务器并不定位具体客户端的套接字,而是时刻处于监听状态;

(2) 客户端请求:客户端的套接字要描述它要连接的服务器的套接字,提供地址和端口号,然后向服务器套接字提出连接请求;
(3) 连接确认:当服务器套接字收到客户端套接字发来的请求后,就响应客户端套接字的请求,并建立一个新的线程,把服务器端的套接字的描述发给客户端。一旦客户端确认了此描述,就正式建立连接。而服务器套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求.

Socket为长连接:通常情况下Socket 连接就是 TCP 连接,因此 Socket 连接一旦建立,通讯双方开始互发数据内容,直到双方断开连接。在实际应用中,由于网络节点过多,在传输过程中,会被节点断开连接,因此要通过轮询高速网络,该节点处于活跃状态。

很多情况下,都是需要服务器端向客户端主动推送数据,保持客户端与服务端的实时同步。

若双方是 Socket 连接,可以由服务器直接向客户端发送数据。

若双方是 HTTP 连接,则服务器需要等客户端发送请求后,才能将数据回传给客户端。

因此,客户端定时向服务器端发送请求,不仅可以保持在线,同时也询问服务器是否有新数据,如果有就将数据传给客户端。

传输数据的时候只使用 TCP/IP 协议(传输层),如果没有应用层来识别数据内容,传输后的协议都是无用的。

表示层和应用层-- HTTP协议

TCP和HTTP的区别

TPC/IP协议是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输,而HTTP是应用层协议,主要解决如何包装数据。关于TCP/IP和HTTP协议的关系,网络有一段比较容易理解的介绍:“我们在传输数据时,可以只使用(传输层)TCP/IP协议,但是那样的话,如果没有应用层,便无法识别数据内容,如果想要使传输的数据有意义,则必须使用到应用层协议,应用层协议有很多,比如HTTP、FTP、TELNET等,也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议,以封装HTTP 文本信息,然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。”

术语TCP/IP代表传输控制协议/网际协议,指的是一系列协议。“IP”代表网际协议,TCP和UDP使用该协议从一个网络传送数据包到另一个网络。把

IP想像成一种高速公路,它允许其它协议在上面行驶并找到到其它电脑的出口。

TCP和UDP是高速公路上的“卡车”,它们携带的货物就是像HTTP,文件传输协议FTP这样的协议等。

你应该能理解,TCP和UDP是FTP,HTTP和SMTP之类使用的传输层协议。虽然TCP和UDP都是用来传输其他协议的,它们却有一个显著的不同:TCP提供有保证的数据传输,而UDP不提供。这意味着TCP有一个特殊的机制来确保数据安全的不出错的从一个端点传到另一个端点,而UDP不提供任何这样的保证。

HTTP(超文本传输协议)是利用TCP在两台电脑(通常是Web服务器和客户端)之间传输信息的协议。客户端使用Web浏览器发起HTTP请求给Web服务器,Web服务器发送被请求的信息给客户端。

应用层协议很多 FTP,HTTP,TELNET等,可以自己定义应用层协议。

1、TCP/IP连接

五、HTTP协议的几个重要概念

1.连接(Connection):一个传输层的实际环流,它是建立在两个相互通讯的应用程序之间。
2.消息(Message):HTTP通讯的基本单位,包括一个结构化的八元组序列并通过连接传输。
3.请求(Request):一个从客户端到服务器的请求信息包括应用于资源的方法、资源的标识符和协议的版本号
4.响应(Response):一个从服务器返回的信息包括HTTP协议的版本号、请求的状态(例如“成功”或“没找到”)和文档的MIME类型。
5.资源(Resource):由URI标识的网络数据对象或服务。
6.实体(Entity):数据资源或来自服务资源的回映的一种特殊表示方法,它可能被包围在一个请求或响应信息中。一个实体包括实体头信息和实体的本身内容。
7.客户机(Client):一个为发送请求目的而建立连接的应用程序。
8.用户代理(Useragent):初始化一个请求的客户机。它们是浏览器、编辑器或其它用户工具。
9.服务器(Server):一个接受连接并对请求返回信息的应用程序。
10.源服务器(Originserver):是一个给定资源可以在其上驻留或被创建的服务器。
11.代理(Proxy):一个中间程序,它可以充当一个服务器,也可以充当一个客户机,为其它客户机建立请求。请求是通过可能的翻译在内部或经过传递到其它的服务器中。一个代理在发送请求信息之前,必须解释并且如果可能重写它。
代理经常作为通过防火墙的客户机端的门户,代理还可以作为一个帮助应用来通过协议处理没有被用户代理完成的请求。
12.网关(Gateway):一个作为其它服务器中间媒介的服务器。与代理不同的是,网关接受请求就好象对被请求的资源来说它就是源服务器;发出请求的客户机并没有意识到它在同网关打交道。
网关经常作为通过防火墙的服务器端的门户,网关还可以作为一个协议翻译器以便存取那些存储在非HTTP系统中的资源。
13.通道(Tunnel):是作为两个连接中继的中介程序。一旦激活,通道便被认为不属于HTTP通讯,尽管通道可能是被一个HTTP请求初始化的。当被中继的连接两端关闭时,通道便消失。当一个门户(Portal)必须存在或中介(Intermediary)不能解释中继的通讯时通道被经常使用。
14.缓存(Cache):反应信息的局域存储。

web 使用 HTTP 作传输层协议,以封装 HTTP 文本信息,然后使用 TCP/IP 做传输层协议,将数据发送到网络上。

手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议,可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口,使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

发送请求

打开一个连接后,客户机把请求消息送到服务器的停留端口上,完成提出请求动作。
HTTP/1.0 请求消息的格式为:
请求消息=请求行(通用信息|请求头|实体头)CRLF[实体内容]
请求 行=方法 请求URL HTTP版本号 CRLF
方 法=GET|HEAD|POST|扩展方法
U R L=协议名称+宿主名+目录与文件名
请求行中的方法描述指定资源中应该执行的动作,常用的方法有GET、HEAD和POST。不同的请求对象对应GET的结果是不同的,对应关系如下:
对象 GET的结果
文件 文件的内容
程序 该程序的执行结果
数据库查询 查询结果
HEAD??要求服务器查找某对象的元信息,而不是对象本身。
POST??从客户机向服务器传送数据,在要求服务器和CGI做进一步处理时会用到POST方法。POST主要用于发送HTML文本中FORM的内容,让CGI程序处理。
一个请求的例子为:
GEThttp://networking.zju.edu.cn/zju/index.htmHTTP/1.0 networking.zju.edu.cn/zju/index.htmHTTP/1.0 头信息又称为元信息,即信息的信息,利用元信息可以实现有条件的请求或应答。
请求头??告诉服务器怎样解释本次请求,主要包括用户可以接受的数据类型、压缩方法和语言等。
实体头??实体信息类型、长度、压缩方法、最后一次修改时间、数据有效期等。
实体??请求或应答对象本身。

 

建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”:

发送响应

服务器在处理完客户的请求之后,要向客户机发送响应消息。
HTTP/1.0的响应消息格式如下:
响应消息=状态行(通用信息头|响应头|实体头) CRLF 〔实体内容〕
状态行=HTTP版本号 状态码 原因叙述
状态码表示响应类型
1×× 保留
2×× 表示请求成功地接收
3×× 为完成请求客户需进一步细化请求
4×× 客户错误
5×× 服务器错误
响应头的信息包括:服务程序名,通知客户请求的URL需要<u>认证</u>,请求的资源何时能使用。

一、HTTP 协议

http 为短连接:客户端发送请求都需要服务器端回送响应.请求结束后,主动释放链接,因此为短连接。通常的做法是,不需要任何数据,也要保持每隔一段时间向服务器发送"保持连接"的请求。这样可以保证客户端在服务器端是"上线"状态。

HTTP连接使用的是"请求-响应"方式,不仅在请求时建立连接,而且客户端向服务器端请求后,服务器才返回数据。

 

二、Socket 连接

要想明白 Socket,必须要理解 TCP 连接。

TCP 三次握手:握手过程中并不传输数据,在握手后服务器与客户端才开始传输数据,理想状态下,TCP 连接一旦建立,在通讯双方中的任何一方主动断开连接之前 TCP 连接会一直保持下去。

Socket 是对 TCP/IP 协议的封装,Socket 只是个接口不是协议,通过 Socket 我们才能使用 TCP/IP 协议,除了 TCP,也可以使用 UDP 协议来传递数据。

创建 Socket 连接的时候,可以指定传输层协议,可以是 TCP 或者 UDP,当用 TCP 连接,该Socket就是个TCP连接,反之。

Socket 原理

Socket 连接,至少需要一对套接字,分为 clientSocket,serverSocket 连接分为3个步骤:

(1) 服务器监听:服务器并不定位具体客户端的套接字,而是时刻处于监听状态;

(2) 客户端请求:客户端的套接字要描述它要连接的服务器的套接字,提供地址和端口号,然后向服务器套接字提出连接请求;

(3) 连接确认:当服务器套接字收到客户端套接字发来的请求后,就响应客户端套接字的请求,并建立一个新的线程,把服务器端的套接字的描述发给客户端。一旦客户端确认了此描述,就正式建立连接。而服务器套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求.

Socket为长连接:通常情况下Socket 连接就是 TCP 连接,因此 Socket 连接一旦建立,通讯双方开始互发数据内容,直到双方断开连接。在实际应用中,由于网络节点过多,在传输过程中,会被节点断开连接,因此要通过轮询高速网络,该节点处于活跃状态。

 

很多情况下,都是需要服务器端向客户端主动推送数据,保持客户端与服务端的实时同步。

若双方是 Socket 连接,可以由服务器直接向客户端发送数据。

若双方是 HTTP 连接,则服务器需要等客户端发送请求后,才能将数据回传给客户端。

因此,客户端定时向服务器端发送请求,不仅可以保持在线,同时也询问服务器是否有新数据,如果有就将数据传给客户端。

参考原文:

转自:

第一次握手:客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;

关闭连接

客户和服务器双方都可以通过关闭套接字来结束TCP/IP对话

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