TCP/IP協(xié)議（Transmission Control Protocol/InternetProtocol）：網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，是Internet最基本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。協(xié)議采用了4層的層級(jí)結(jié)構(gòu)，每一層都呼叫它的下一層所提供的協(xié)議來完成自己的需求。
通俗而言：TCP負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯栴}，一有問題就發(fā)出信號(hào)，要求重新傳輸，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡?。而IP是給因特網(wǎng)的每一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備規(guī)定一個(gè)地址。

TCP/IP協(xié)議棧主要分為四層:應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層,

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概念理解：

• IP：網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議；（高速公路）
• TCP和UDP：傳輸層協(xié)議；（卡車）
• TCP/IP：代表傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議，指的是一系列協(xié)議，TCP/IP 模型在 OSI 模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了簡化，變成了四層，從下到上分別為：網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層。
• SOCKET：套接字，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API。（港口碼頭/車站）Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。socket是在應(yīng)用層和傳輸層之間的一個(gè)抽象層，它把TCP/IP層復(fù)雜的操作抽象為幾個(gè)簡單的接口供應(yīng)用層調(diào)用已實(shí)現(xiàn)進(jìn)程在網(wǎng)絡(luò)中通信。
• HTTP：應(yīng)用層協(xié)議；（貨物）HTTP(超文本傳輸協(xié)議)是利用TCP在兩臺(tái)電腦(通常是Web服務(wù)器和客戶端)之間傳輸信息的協(xié)議?？蛻舳耸褂肳eb瀏覽器發(fā)起HTTP請(qǐng)求給Web服務(wù)器，Web服務(wù)器發(fā)送被請(qǐng)求的信息給客戶端。
• WebSocket：WebSocket protocol 是HTML5一種新的協(xié)議。它實(shí)現(xiàn)了瀏覽器與服務(wù)器全雙工通信(full-duplex)。一開始的握手需要借助HTTP請(qǐng)求完成。
  WebSokcet目的：即時(shí)通訊，替代輪詢。
  網(wǎng)站上的即時(shí)通訊是很常見的，比如網(wǎng)頁的QQ，聊天系統(tǒng)等。按照以往的技術(shù)能力通常是采用輪詢、Comet技術(shù)解決。
  HTTP協(xié)議是非持久化的，單向的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在建立連接后只允許瀏覽器向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求后，服務(wù)器才能返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)。當(dāng)需要即時(shí)通訊時(shí)，通過輪詢?cè)谔囟ǖ臅r(shí)間間隔（如1秒），由瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送Request請(qǐng)求，然后將最新的數(shù)據(jù)返回給瀏覽器。這樣的方法最明顯的缺點(diǎn)就是需要不斷的發(fā)送請(qǐng)求，而且通常HTTP request的Header是非常長的，為了傳輸一個(gè)很小的數(shù)據(jù) 需要付出巨大的代價(jià)，是很不合算的，占用了很多的寬帶。
  缺點(diǎn)：會(huì)導(dǎo)致過多不必要的請(qǐng)求，浪費(fèi)流量和服務(wù)器資源，每一次請(qǐng)求、應(yīng)答，都浪費(fèi)了一定流量在相同的頭部信息上。
  然而WebSocket的出現(xiàn)可以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。在WebSocket中，只需要服務(wù)器和瀏覽器通過HTTP協(xié)議進(jìn)行一個(gè)握手的動(dòng)作，然后單獨(dú)建立一條TCP的通信通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。

注:什么是單工、半雙工、全工通信？
信息只能單向傳送為單工；
信息能雙向傳送但不能同時(shí)雙向傳送稱為半雙工；
信息能夠同時(shí)雙向傳送則稱為全雙工。

概念聯(lián)系與區(qū)別：

• TCP與UDP：TCP，傳輸控制協(xié)議，Transmission Control Protocol）：(類似打電話) 面向連接、傳輸可靠（保證數(shù)據(jù)正確性）、有序（保證數(shù)據(jù)順序）、傳輸大量數(shù)據(jù)（流模式）、速度慢、對(duì)系統(tǒng)資源的要求多，程序結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，每一條TCP連接只能是點(diǎn)到點(diǎn)的，TCP首部開銷20字節(jié)。 UDP，(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，User Data Protocol)：（類似發(fā)短信）面向非連接 、傳輸不可靠（可能丟包）、無序、傳輸少量數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)報(bào)模式）、速度快，對(duì)系統(tǒng)資源的要求少，程序結(jié)構(gòu)較簡單 ， UDP支持一對(duì)一，一對(duì)多，多對(duì)一和多對(duì)多的交互通信， UDP的首部開銷小，只有8個(gè)字節(jié)。

tcp三次握手建立連接：
第一次握手：客戶端發(fā)送syn包(seq=x)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=x+1），同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包（seq=y），即SYN+ACK包，此時(shí)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=y+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(dòng)關(guān)閉連接之前，TCP連接都將被一直保持下去。 主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)出連接請(qǐng)求數(shù)據(jù)包：“我想給你發(fā)數(shù)據(jù)，可以嗎？”，這是第一次對(duì)話；
主機(jī)B向主機(jī)A發(fā)送同意連接和要求同步（同步就是兩臺(tái)主機(jī)一個(gè)在發(fā)送，一個(gè)在接收，協(xié)調(diào)工作）的數(shù)據(jù)包：“可以，你什么時(shí)候發(fā)？”，這是第二次對(duì)話；
主機(jī)A再發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)包確認(rèn)主機(jī)B的要求同步：“我現(xiàn)在就發(fā)，你接著吧！”，這是第三次對(duì)話。
三次“對(duì)話”的目的是使數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收同步，經(jīng)過三次“對(duì)話”之后，主機(jī)A才向主機(jī)B正式發(fā)送數(shù)據(jù)。

• HTTP與WebSocket
  相同點(diǎn)：1. 都是一樣基于TCP的，都是可靠性傳輸協(xié)議。2. 都是應(yīng)用層協(xié)議。
  不同點(diǎn)：1. WebSocket是雙向通信協(xié)議，模擬Socket協(xié)議，可以雙向發(fā)送或接受信息。HTTP是單向的。2. WebSocket是需要握手進(jìn)行建立連接的。
  聯(lián)系：WebSocket在建立握手時(shí)，數(shù)據(jù)是通過HTTP傳輸?shù)?。但是建立之后，在真正傳輸時(shí)候是不需要HTTP協(xié)議的。

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我們?cè)偻ㄟ^客戶端和服務(wù)端交互的報(bào)文看一下 WebSocket 通訊與傳統(tǒng) HTTP 的不同：
在客戶端，new WebSocket 實(shí)例化一個(gè)新的 WebSocket 客戶端對(duì)象，連接類似 ws://yourdomain:port/path 的服務(wù)端 WebSocket URL，WebSocket 客戶端對(duì)象會(huì)自動(dòng)解析并識(shí)別為 WebSocket 請(qǐng)求，從而連接服務(wù)端端口，執(zhí)行雙方握手過程，客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)格式類似：
1、 WebSocket 客戶端連接報(bào)文:

GET /webfin/websocket/ HTTP/1.1
Host: localhost
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: xqBt3ImNzJbYqRINxEFlkg==
Origin: 
http://localhost
:8080
Sec-WebSocket-Version: 13

可以看到，客戶端發(fā)起的 WebSocket 連接報(bào)文類似傳統(tǒng) HTTP 報(bào)文，”Upgrade：websocket”參數(shù)值表明這是 WebSocket 類型請(qǐng)求，“Sec-WebSocket-Key”是 WebSocket 客戶端發(fā)送的一個(gè) base64 編碼的密文，要求服務(wù)端必須返回一個(gè)對(duì)應(yīng)加密的“Sec-WebSocket-Accept”應(yīng)答，否則客戶端會(huì)拋出“Error during WebSocket handshake”錯(cuò)誤，并關(guān)閉連接。
2、WebSocket 服務(wù)端響應(yīng)報(bào)文:

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: K7DJLdLooIwIG/MOpvWFB3y3FE8=

“Sec-WebSocket-Accept”的值是服務(wù)端采用與客戶端一致的密鑰計(jì)算出來后返回客戶端的,“HTTP/1.1 101 Switching Protocols”表示服務(wù)端接受 WebSocket 協(xié)議的客戶端連接，經(jīng)過這樣的請(qǐng)求-響應(yīng)處理后，客戶端服務(wù)端的 WebSocket 連接握手成功, 后續(xù)就可以進(jìn)行 TCP 通訊了。

在開發(fā)方面，WebSocket API 也十分簡單，我們只需要實(shí)例化 WebSocket，創(chuàng)建連接，然后服務(wù)端和客戶端就可以相互發(fā)送和響應(yīng)消息。

• WebSocket與Socket

Socket是傳輸控制層接口，WebSocket是應(yīng)用層協(xié)議。

可以把WebSocket想象成HTTP(應(yīng)用層)，HTTP和Socket什么關(guān)系，WebSocket和Socket就是什么關(guān)系。
當(dāng)兩臺(tái)主機(jī)通信時(shí)，必須通過Socket連接，Socket則利用TCP/IP協(xié)議建立TCP連接。TCP連接則更依靠于底層的IP協(xié)議，IP協(xié)議的連接則依賴于鏈路層等更低層次。

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