网络层、传输层、应用层、端口通讯协议编程接口 - http，socket，tcp/ip 网络传输与通信知识总结

   引：

             http://coach.iteye.com/blog/2024511

 

   什么是TCP和UDP，以及两者区别是什么？ 
TCP的全称为传输控制协议。这种协议能够提供面向链接的、可靠的、点到点的通讯。 
UDP全称为用户数据报协议，它能够提供非链接的不可靠的点到多点的通讯。 
使用TCP仍是UDP，那要看你的程序注重哪个方面，可靠（tcp）仍是快速（udp）。 


TCP/IP 创建链接的过程 

  手机可以使用联网功能是由于手机底层实现了TCP/IP协议，可使手机终端经过无线网络创建TCP链接。 
   TCP协议能够对上层网络提供接口，使上层网络数据的传输创建在“无差异”的网络之上。 

创建起一个TCP链接须要通过“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），同时本身也发送一个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。 


所谓的三次握手就是要有三次链接信息的发送/接收过程。TCP链接的创建须要进行三次链接信息的发送/接收。 

握手过程当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链接一旦创建，在通讯双方中的任何一方主动关闭链接以前，TCP 链接都将被一直保持下去。断开链接时服务器和客户端都可以主动发起断开TCP链接的请求，断开过程须要通过“四次握手”（过程就不细写了，就是服务器和客户端交互，最终肯定断开）. 


HTTP链接 

HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol )，是Web联网的基础，也是手机联网经常使用的协议之一，HTTP协议是创建在TCP协议之上的一种应用。 

HTTP链接最显著的特色是客户端发送的每次请求都须要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放链接。从创建链接到关闭链接的过程称为“一次链接”。 

1）在HTTP 1.0中，客户端的每次请求都要求创建一次单独的链接，在处理完本次请求后，就自动释放链接。 

2）在HTTP 1.1中则能够在一次链接中处理多个请求，而且多个请求能够重叠进行，不须要等待一个请求结束后再发送下一个请求。 

因为HTTP在每次请求结束后都会主动释放链接，所以HTTP链接是一种“短链接”，要保持客户端程序的在线状态，须要不断地向服务器发起链接请求。一般的作法是即时不须要得到任何数据，客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持链接”的请求，服务器在收到该请求后对客户端进行回复，代表知道客户端“在线”。若服务器长时间没法收到客户端的请求，则认为客户端“下线”，若客户端长时间没法收到服务器的回复，则认为网络已经断开。 


SOCKET原理 

在iphone的平台下，要进行socket开发有开源的库Asyncsocket，官方的CFSocket，还有BSD的socket。 

套接字（SOCKET）概念 

套接字（socket）是通讯的基石，是支持TCP/IP协议的网络通讯的基本操做单元。它是网络通讯过程当中端点的抽象表示，包含进行网络通讯必须的五种信息：链接使用的协议，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。 

应用层经过传输层进行数据通讯时，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链接或多个应用程序进程可能须要经过同一个 TCP协议端口传输数据。为了区别不一样的应用程序进程和链接，许多计算机操做系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层能够和传输层经过Socket接口，区分来自不一样应用程序进程或网络链接的通讯，实现数据传输的并发服务。 


创建SOCKET链接 

创建Socket链接至少须要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket ，另外一个运行于服务器端，称为ServerSocket 。 

套接字之间的链接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，链接确认。 

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，而是处于等待链接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的链接请求。 

客户端请求：指客户端的套接字提出链接请求，要链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链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，而后就向服务器端套接字提出链接请求。 

链接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的链接请求时，就响应客户端套接字的请求，创建一个新的线程，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，双方就正式创建链接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其余客户端套接字的链接请求。 

SOCKET链接与TCP/IP链接 

建立Socket链接时，能够指定使用的传输层协议，Socket能够支持不一样的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行链接时，该Socket链接就是一个TCP链接。 


SOCKET链接与HTTP链接 

因为一般状况下Socket链接就是TCP链接，所以Socket链接一旦创建，通讯双方便可开始相互发送数据内容，直到双方链接断开。但在实际网络应用中，客户端到服务器之间的通讯每每须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链接而致使 Socket 链接断连，所以须要经过轮询告诉网络，该链接处于活跃状态。 

而HTTP链接使用的是“请求—响应”的方式，不只在请求时须要先创建链接，并且须要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。 

不少状况下，须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。 

若双方创建的是Socket链接，服务器就能够直接将数据传送给客户端； 

若双方创建的是HTTP链接，则服务器须要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端。 

所以，客户端定时向服务器端发送链接请求，不只能够保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，若是有就将数据传给客户端。 

HTTP协议是应用层的协义 

一个是发动机(Socket),提供了网络通讯的能力 
一个是轿车(Http)，提供了具体的方式 

两个计算机之间的交流无非是两个端口之间的数据通讯,具体的数据会以什么样的形式展示，是以不一样的应用层协议来定义的，如：HTTP，FTP，... 

SOCKET是对端口通讯开发的工具,它要更底层一些 。 

SOCKET与HTTP的区别与联系 

1.简单的说HTTP通常为单向的，如你像服务器发起一个请求，服务器就会返给你须要的，而socket使双向的，即一方（如客户端）有改变就会通知另外一方 （如服务器）要求保持一致，当这一方（服务器）发生改变会通知另外一方（客户端）要保持数据一致。   通常状况下程序要保持实时性（如及时通信，股票软件等）的话用socket比较好，   要是普通对实时行要求不高的，就用http就够了，取之有点用于你的程序，根据你的状况而定。 

2.“咱们在传输数据时，能够只使用（传输层）TCP/IP协议，可是那样的话，若是没有应用层，便没法识别数据内容，若是想要使传输的数据有意义，则必须使用到 应用层协议，应用层协议有不少，好比HTTP、FTP、TELNET等，也能够本身定义应用层协议。WEB使用HTTP协议做应用层协议，以封装HTTP  文本信息，而后使用TCP/IP作传输层协议将它发到网络上。” 

   而咱们平时说的最多的socket是什么呢，实际上socket是对TCP/IP协议的封装，Socket自己并非协议，而是一个调用接口（API）， 经过Socket，咱们才能使用TCP/IP协议。实际上，Socket跟TCP/IP协议没有必然的联系。Socket编程接口在设计的时候，就但愿也 能适应其余的网络协议。因此说，Socket的出现只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已，是对TCP/IP协议的抽象，从而造成了咱们知道 的一些最基本的函数接口，好比create、  listen、connect、accept、send、read和write等等。网络有一段关于socket和TCP/IP协议关系的说法比较容易理 解： 

  “TCP/IP只是一个协议栈，就像操做系统的运行机制同样，必需要具体实现，同时还要提供对外的操做接口。这个就像操做系统会提供标准的编程接口，好比win32编程接口同样，TCP/IP也要提供可供程序员作网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口。” 

  CSDN上有个比较形象的描述：HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式；Socket是发动机，提供了网络通讯的能力。 

  实际上，传输层的TCP是基于网络层的IP协议的，而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的，而Socket自己不算是协议，就像上面所说，它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。