TCP/IP和Http等網絡協議理解

1、網絡協議：TCP/IP

網絡七層由下往上分別爲物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
其中物理層、數據鏈路層和網絡層一般被稱做媒體層，是網絡工程師所研究的對象；
傳輸層、會話層、表示層和應用層則被稱做主機層，是用戶所面向和關心的內容。
 http協議   對應於應用層 
 tcp協議    對應於傳輸層  
 ip協議     對應於網絡層 
 三者本質上沒有可比性。  況且HTTP協議是基於TCP鏈接的。 
 TCP/IP是傳輸層協議，主要解決數據如何在網絡中傳輸；而HTTP是應用層協議，主要解決如何包裝數據。
 我 們在傳輸數據時，能夠只使用傳輸層（TCP/IP），可是那樣的話，因爲沒有應用層，便沒法識別數據內容，若是想要使傳輸的數據有意義，則必須使用應用層 協議，應用層協議不少，有HTTP、FTP、TELNET等等，也能夠本身定義應用層協議。WEB使用HTTP做傳輸層協議，以封裝HTTP文本信息，然 後使用TCP/IP作傳輸層協議將它發送到網絡上。Socket是對TCP/IP協議的封裝，Socket自己並非協議，而是一個調用接口（API），經過Socket，咱們才能使用TCP/IP協議。

2、Http和Socket鏈接區別

 相信很多學習手機聯網開發的朋友都接觸過Http與Socket鏈接,究竟他們有什麼區別,這邊淺談下我的理解。

2.一、TCP鏈接

Socket是對TCP/IP協議的封裝,要想明白Socket鏈接，先要明白TCP鏈接。手機可以使用聯網功能是由於手機底層實現了TCP/IP協議，可使手機終端經過無線網絡創建TCP鏈接。TCP協議能夠對上層網絡提供接口，使上層網絡數據的傳輸創建在「無差異」的網絡之上。
創建起一個TCP鏈接須要通過「三次握手」：
第一次握手：客戶端發送syn包(syn=j)到服務器，並進入SYN_SEND狀態，等待服務器確認；
第二次握手：服務器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=j+1），同時本身也發送一個SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態；
第三次握手：客戶端收到服務器的SYN＋ACK包，向服務器發送確認包ACK(ack=k+1)，此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手。

 

握 手過程當中傳送的包裏不包含數據，三次握手完畢後，客戶端與服務器才正式開始傳送數據。理想狀態下，TCP鏈接一旦創建，在通訊雙方中的任何一方主動關閉連 接以前，TCP 鏈接都將被一直保持下去。斷開鏈接時服務器和客戶端都可以主動發起斷開TCP鏈接的請求，斷開過程須要通過「四次握手」（過程就不細寫了，就是服務器和客 戶端交互，最終肯定斷開）

 

2.1.1 TCP 鏈接的創建步驟

 

典型的 TCP 客戶端要通過下面三步操做：
• 建立一個 Socket 實例：構造函數向指定的遠程主機和端口創建一個 TCP 鏈接；
• 經過套接字的 I/O 流與服務端通訊；
• 使用 Socket 類的 close 方法關閉鏈接。
服務端的工做是創建一個通訊終端，並被動地等待客戶端的鏈接。
典型的 TCP 服務端執行以下兩步操做：
1. 建立一個 ServerSocket 實例並指定本地端口，用來監聽客戶端在該端口發送的 TCP 鏈接請求；
2. 重複執行：
• 調用 ServerSocket 的 accept（）方法以獲取客戶端鏈接，並經過其返回值建立一個 Socket 實例；
• 爲返回的 Socket 實例開啓新的線程，並使用返回的 Socket 實例的 I/O 流與客戶端通訊； 通訊完成後，使
用 Socket 類的 close（）方法關閉該客戶端的套接字鏈接。

 

2.二、HTTP鏈接

HTTP協議即超文本傳送協議(HypertextTransfer Protocol )，是Web聯網的基礎，也是手機聯網經常使用的協議之一，HTTP協議是創建在TCP協議之上的一種應用。
HTTP鏈接最顯著的特色是客戶端發送的每次請求都須要服務器回送響應，在請求結束後，會主動釋放鏈接。從創建鏈接到關閉鏈接的過程稱爲「一次鏈接」。
1）在HTTP 1.0中，客戶端的每次請求都要求創建一次單獨的鏈接，在處理完本次請求後，就自動釋放鏈接。
2）在HTTP 1.1中則能夠在一次鏈接中處理多個請求，而且多個請求能夠重疊進行，不須要等待一個請求結束後再發送下一個請求。

 

3) 在 HTTP 2.0中,多路複用,Http2鏈接能夠承載數十或數百個流的複用，多路複用意味著來自不少流的數據包可以混合在一塊兒經過一樣鏈接傳輸，兩列不一樣火車被混合在一塊兒傳輸，當到達終點時，它們又被拆開組成兩列不一樣的火車。
由 於HTTP在每次請求結束後都會主動釋放鏈接，所以HTTP鏈接是一種「短鏈接」，要保持客戶端程序的在線狀態，須要不斷地向服務器發起鏈接請求。一般的 作法是即時不須要得到任何數據，客戶端也保持每隔一段固定的時間向服務器發送一次「保持鏈接」的請求，服務器在收到該請求後對客戶端進行回覆，代表知道客 戶端「在線」。若服務器長時間沒法收到客戶端的請求，則認爲客戶端「下線」，若客戶端長時間沒法收到服務器的回覆，則認爲網絡已經斷開。

3、SOCKET原理

3.一、套接字（socket）概念

套接字（socket）是通訊的基石，是支持TCP/IP協議的網絡通訊的基本操做單元。它是網絡通訊過程當中端點的抽象表示，包含進行網絡通訊必須的五種信息：鏈接使用的協議，本地主機的IP地址，本地進程的協議端口，遠地主機的IP地址，遠地進程的協議端口。
應 用層經過傳輸層進行數據通訊時，TCP會遇到同時爲多個應用程序進程提供併發服務的問題。多個TCP鏈接或多個應用程序進程可能須要經過同一個 TCP協議端口傳輸數據。爲了區別不一樣的應用程序進程和鏈接，許多計算機操做系統爲應用程序與TCP／IP協議交互提供了套接字(Socket)接口。應 用層能夠和傳輸層經過Socket接口，區分來自不一樣應用程序進程或網絡鏈接的通訊，實現數據傳輸的併發服務。

3.2 、創建socket鏈接

創建Socket鏈接至少須要一對套接字，其中一個運行於客戶端，稱爲ClientSocket，另外一個運行於服務器端，稱爲ServerSocket。
套接字之間的鏈接過程分爲三個步驟：服務器監聽，客戶端請求，鏈接確認。
服務器監聽：服務器端套接字並不定位具體的客戶端套接字，而是處於等待鏈接的狀態，實時監控網絡狀態，等待客戶端的鏈接請求。
客戶端請求：指客戶端的套接字提出鏈接請求，要鏈接的目標是服務器端的套接字。爲此，客戶端的套接字必須首先描述它要鏈接的服務器的套接字，指出服務器端套接字的地址和端口號，而後就向服務器端套接字提出鏈接請求。
連 接確認：當服務器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的鏈接請求時，就響應客戶端套接字的請求，創建一個新的線程，把服務器端套接字的描述發給客戶 端，一旦客戶端確認了此描述，雙方就正式創建鏈接。而服務器端套接字繼續處於監聽狀態，繼續接收其餘客戶端套接字的鏈接請求。

 3.三、SOCKET鏈接與TCP鏈接

協議至關於相互通訊的程序間達成的一種約定，它規定了分組報文的結構、交換方式、包含的意義以及怎樣對報文所包含的信息進行解析TCP/IP 協議族有 IP 協議、TCP 協議和 UDP 協議。如今 TCP/IP 協議族中的主要 socket 類型爲流套接字（使用 TCP 協議）和數據報套接字（使用 UDP 協議）。TCP 協議提供面向鏈接的服務，經過它創建的是可靠地鏈接。Java 爲 TCP 協議提供了兩個類：Socke 類和 ServerSocket 類。一個 Socket 實例表明了 TCP 鏈接的一個客戶端，而一個 ServerSocket 實例表明了 TCP鏈接的一個服務器端，通常在 TCP Socket 編程中，客戶端有多個，而服務器端只有一個，客戶端 TCP 向服務器端 TCP 發送鏈接請求，服務器端的 ServerSocket 實例則監聽來自客戶端的 TCP 鏈接請求，併爲每一個請求建立新的 Socket 實例，因爲服務端在調用 accept（）等待客戶端的鏈接請求時會阻塞，直到收到客戶端發送的鏈接請求才會繼續往下執行代碼，所以要爲每一個 Socket 鏈接開啓一個線程。服務器端要同時處理 ServerSocket 實例和 Socket 實例，而客戶端只須要使用 Socket 實例。另外，每一個 Socket 實例會關聯一個 InputStream和 OutputStream 對象，咱們經過將字節寫入套接字的 OutputStream 來發送數據，並經過從 InputStream 來接收數據。

客戶端向服務器端發送鏈接請求後，就被動地等待服務器的響應。