socket

原文鏈接的傳送門

1. TCP/IP、SOCKET、HTTP

TCP/IP是傳輸層協(xié)議,主要解決數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸;而HTTP是應(yīng)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(yīng)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(yīng)用層 協(xié)議,應(yīng)用層協(xié)議很多,有HTTP、FTP、TELNET等等,也可以自己定義應(yīng)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(luò)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。

TCP連接

要想明白Socket連接,先要明白TCP連接。手機(jī)能夠使用聯(lián)網(wǎng)功能是因為手機(jī)底層實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議,可以使手機(jī)終端通過無線網(wǎng)絡(luò)建立TCP連接。TCP協(xié)議可以對上層網(wǎng)絡(luò)提供接口,使上層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸建立在“無差別”的網(wǎng)絡(luò)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(wù)器,并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài),等待服務(wù)器確認(rèn);

第二次握手:服務(wù)器收到syn包,必須確認(rèn)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(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài);

第三次握手:客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK包,向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1),此包發(fā)送完畢,客戶端和服務(wù)器進(jìn)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(wù)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(guān)閉連 接之前,TCP 連接都將被一直保持下去。斷開連接時服務(wù)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(xì)寫了,就是服務(wù)器和客 戶端交互,最終確定斷開)。

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(chǔ),也是手機(jī)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(yīng)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(wù)器回送響應(yīng),在請求結(jié)束后,會主動釋放連接。從建立連接到關(guān)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(jìn)行,不需要等待一個請求結(jié)束后再發(fā)送下一個請求。

由于HTTP在每次請求結(jié)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(wù)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(wù)器發(fā)送一次“保持連接”的請求,服務(wù)器在收到該請求后對客戶端進(jìn)行回復(fù),表明知道客 戶端“在線”。若服務(wù)器長時間無法收到客戶端的請求,則認(rèn)為客戶端“下線”,若客戶端長時間無法收到服務(wù)器的回復(fù),則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開。

HTTPS(Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer),是以安全為目標(biāo)的HTTP通道,是HTTP的安全版。 在HTTP下加入SSL層,HTTPS的安全基礎(chǔ)是SSL,因此加密的詳細(xì)內(nèi)容就需要SSL。 HTTPS存在不同于HTTP的默認(rèn)端口及一個加密/身份驗證層(在HTTP與TCP之間)。HTTP協(xié)議以明文方式發(fā)送內(nèi)容,不提供任何方式的數(shù)據(jù)加密,如果攻擊者截取了Web瀏覽器和網(wǎng)站服務(wù)器之間的傳輸報文,就可以直接讀懂其中的信息,因此HTTP協(xié)議不適合傳輸一些敏感信息。

https協(xié)議需要到ca申請證書;http是超文本傳輸協(xié)議,信息是明文傳輸,https 則是具有安全性的ssl加密傳輸協(xié)議;http和https使用的是完全不同的連接方式,用的端口也不一樣,前者是80,后者是443;http的連接很簡單,是無狀態(tài)的,HTTPS協(xié)議是由SSL+HTTP協(xié)議構(gòu)建的可進(jìn)行加密傳輸、身份認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

2.?Socket

需求

應(yīng)用層通過傳輸層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時,TCP會遇到同時為多個應(yīng)用程序進(jìn)程提供并發(fā)服務(wù)的問題。多個TCP連接或多個應(yīng)用程序進(jìn)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(yīng)用程序進(jìn)程和連接,許多計算機(jī)操作系統(tǒng)為應(yīng)用程序與TCP/IP協(xié)議交互提供了套接字(Socket)接口。應(yīng)用層可以和傳輸層通過Socket接口,區(qū)分來自不同應(yīng)用程序進(jìn)程或網(wǎng)絡(luò)連接的通信,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務(wù)。

連接建立

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(wù)器端,稱為ServerSocket。

套接字之間的連接過程分為三個步驟:服務(wù)器監(jiān)聽,客戶端請求,連接確認(rèn)。

服務(wù)器監(jiān)聽:服務(wù)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(luò)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(biāo)是服務(wù)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(wù)器的套接字,指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號,然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請求。

連接確認(rèn):當(dāng)服務(wù)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(yīng)客戶端套接字的請求,建立一個新的線程,把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶 端,一旦客戶端確認(rèn)了此描述,雙方就正式建立連接。而服務(wù)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。

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(dāng)使用TCP協(xié)議進(jìn)行連接時,該Socket連接就是一個TCP連接。

應(yīng)用

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(luò)應(yīng)用 中,客戶端到服務(wù)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(guān)、防火墻等,大部分防火墻默認(rèn)會關(guān)閉長時間處于非活躍狀態(tài)的連接而導(dǎo)致 Socket 連接斷連,因此需要通過輪詢告訴網(wǎng)絡(luò),該連接處于活躍狀態(tài)。

很多情況下,需要服務(wù)器端主動向客戶端推送數(shù)據(jù),保持客戶端與服務(wù)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(wù)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(wù)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(wù)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(wù)器是否有新的數(shù)據(jù),如果有就將數(shù)據(jù)傳給客戶端。

第三方庫的傳送門

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