iOS開發(fā)——網(wǎng)絡編程OC篇&Socket編程

一、網(wǎng)絡各個協(xié)議:TCP/IP、SOCKET、HTTP等

網(wǎng)絡七層由下往上分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
其中物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層通常被稱作媒體層,是網(wǎng)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作主機層,是用戶所面向和關心的內(nèi)容。
http協(xié)議 對應于應用層
tcp協(xié)議 對應于傳輸層
ip協(xié)議 對應于網(wǎng)絡層
三者本質上沒有可比性。 何況HTTP協(xié)議是基于TCP連接的。
TCP/IP是傳輸層協(xié)議,主要解決數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡中傳輸;而HTTP是應用層協(xié)議,主要解決如何包裝數(shù)據(jù)。
我 們在傳輸數(shù)據(jù)時,可以只使用傳輸層(TCP/IP),但是那樣的話,由于沒有應用層,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,則必須使用應用層 協(xié)議,應用層協(xié)議很多,有HTTP、FTP、TELNET等等,也可以自己定義應用層協(xié)議。WEB使用HTTP作傳輸層協(xié)議,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)絡上。Socket是對TCP/IP協(xié)議的封裝,Socket本身并不是協(xié)議,而是一個調(diào)用接口(API),通過Socket,我們才能使用TCP/IP協(xié)議。

二、Http和Socket連接區(qū)別

2.1、TCP連接

要想明白Socket連接,先要明白TCP連接。手機能夠使用聯(lián)網(wǎng)功能是因為手機底層實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議,可以使手機終端通過無線網(wǎng)絡建立TCP連接。TCP協(xié)議可以對上層網(wǎng)絡提供接口,使上層網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸建立在“無差別”的網(wǎng)絡之上。
建立起一個TCP連接需要經(jīng)過“三次握手”:
第一次握手:客戶端發(fā)送syn包(syn=j)到服務器,并進入SYN_SEND狀態(tài),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),同時自己也發(fā)送一個SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此時服務器進入SYN_RECV狀態(tài);
第三次握手:客戶端收到服務器的SYN+ACK包,向服務器發(fā)送確認包ACK(ack=k+1),此包發(fā)送完畢,客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態(tài),完成三次握手。
握 手過程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù),三次握手完畢后,客戶端與服務器才正式開始傳送數(shù)據(jù)。理想狀態(tài)下,TCP連接一旦建立,在通信雙方中的任何一方主動關閉連 接之前,TCP 連接都將被一直保持下去。斷開連接時服務器和客戶端均可以主動發(fā)起斷開TCP連接的請求,斷開過程需要經(jīng)過“四次握手”(過程就不細寫了,就是服務器和客 戶端交互,最終確定斷開)

2.2、HTTP連接

HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(HypertextTransfer Protocol ),是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎,也是手機聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一,HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應用。
HTTP連接最顯著的特點是客戶端發(fā)送的每次請求都需要服務器回送響應,在請求結束后,會主動釋放連接。從建立連接到關閉連接的過程稱為“一次連接”。
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接,在處理完本次請求后,就自動釋放連接。
2)在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個請求,并且多個請求可以重疊進行,不需要等待一個請求結束后再發(fā)送下一個請求。
由 于HTTP在每次請求結束后都會主動釋放連接,因此HTTP連接是一種“短連接”,要保持客戶端程序的在線狀態(tài),需要不斷地向服務器發(fā)起連接請求。通常的 做法是即時不需要獲得任何數(shù)據(jù),客戶端也保持每隔一段固定的時間向服務器發(fā)送一次“保持連接”的請求,服務器在收到該請求后對客戶端進行回復,表明知道客 戶端“在線”。若服務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服務器的回復,則認為網(wǎng)絡已經(jīng)斷開。

三、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協(xié)議的網(wǎng)絡通信的基本操作單元。它是網(wǎng)絡通信過程中端點的抽象表示,包含進行網(wǎng)絡通信必須的五種信息:連接使用的協(xié)議,本地主機的IP地址,本地進程的協(xié)議端口,遠地主機的IP地址,遠地進程的協(xié)議端口。
應 用層通過傳輸層進行數(shù)據(jù)通信時,TCP會遇到同時為多個應用程序進程提供并發(fā)服務的問題。多個TCP連接或多個應用程序進程可能需要通過同一個 TCP協(xié)議端口傳輸數(shù)據(jù)。為了區(qū)別不同的應用程序進程和連接,許多計算機操作系統(tǒng)為應用程序與TCP/IP協(xié)議交互提供了套接字(Socket)接口。應 用層可以和傳輸層通過Socket接口,區(qū)分來自不同應用程序進程或網(wǎng)絡連接的通信,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務。

3.2 、建立socket連接

建立Socket連接至少需要一對套接字,其中一個運行于客戶端,稱為ClientSocket,另一個運行于服務器端,稱為ServerSocket。
套接字之間的連接過程分為三個步驟:服務器監(jiān)聽,客戶端請求,連接確認。

服務器監(jiān)聽:服務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),實時監(jiān)控網(wǎng)絡狀態(tài),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,要連接的目標是服務器端的套接字。為此,客戶端的套接字必須首先描述它要連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,然后就向服務器端套接字提出連接請求。

連 接確認:當服務器端套接字監(jiān)聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時,就響應客戶端套接字的請求,建立一個新的線程,把服務器端套接字的描述發(fā)給客戶 端,一旦客戶端確認了此描述,雙方就正式建立連接。而服務器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài),繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請求。

3.3、SOCKET連接與TCP連接

創(chuàng)建Socket連接時,可以指定使用的傳輸層協(xié)議,Socket可以支持不同的傳輸層協(xié)議(TCP或UDP),當使用TCP協(xié)議進行連接時,該Socket連接就是一個TCP連接。

3.4、Socket連接與HTTP連接

由 于通常情況下Socket連接就是TCP連接,因此Socket連接一旦建立,通信雙方即可開始相互發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容,直到雙方連接斷開。但在實際網(wǎng)絡應用 中,客戶端到服務器之間的通信往往需要穿越多個中間節(jié)點,例如路由器、網(wǎng)關、防火墻等,大部分防火墻默認會關閉長時間處于非活躍狀態(tài)的連接而導致 Socket 連接斷連,因此需要通過輪詢告訴網(wǎng)絡,該連接處于活躍狀態(tài)。
而HTTP連接使用的是“請求—響應”的方式,不僅在請求時需要先建立連接,而且需要客戶端向服務器發(fā)出請求后,服務器端才能回復數(shù)據(jù)。
很 多情況下,需要服務器端主動向客戶端推送數(shù)據(jù),保持客戶端與服務器數(shù)據(jù)的實時與同步。此時若雙方建立的是Socket連接,服務器就可以直接將數(shù)據(jù)傳送給 客戶端;若雙方建立的是HTTP連接,則服務器需要等到客戶端發(fā)送一次請求后才能將數(shù)據(jù)傳回給客戶端,因此,客戶端定時向服務器端發(fā)送連接請求,不僅可以 保持在線,同時也是在“詢問”服務器是否有新的數(shù)據(jù),如果有就將數(shù)據(jù)傳給客戶端。
這里我們使用Socket實現(xiàn)一個聊天室的功能,關于服務器這里的就不介紹了

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