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TCP/IP
從字面意思來(lái)看TCP/IP是TCP和IP協(xié)議的合稱，但實(shí)際上TCP/IP協(xié)議是指因特網(wǎng)整個(gè)TCP/IP協(xié)議族。不同于ISO模型的七個(gè)分層，TCP/IP協(xié)議參考模型把所有的TCP/IP系列協(xié)議歸類到四個(gè)抽象層中.
應(yīng)用層：TFTP，HTTP，SNMP，F(xiàn)TP，SMTP，DNS，Telnet 等等
傳輸層：TCP，UDP
網(wǎng)絡(luò)層：IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP
數(shù)據(jù)鏈路層：SLIP，CSLIP，PPP，MTU
Socket概念
socket（套接字）是通信的基石，是支持TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元，包含進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信必須的五種信息：
- 連接使用的協(xié)議
- 本地主機(jī)的IP地址
- 本地進(jìn)程的協(xié)議端口，
- 遠(yuǎn)地主機(jī)的IP地址，
- 遠(yuǎn)地進(jìn)程的協(xié)議端口。
總的來(lái)說(shuō)就是通信協(xié)議，協(xié)議端口，IP地址三個(gè)大的部分。
建立Socket連接至少需要一對(duì)套接字，其中一個(gè)運(yùn)行于客戶端，稱為ClientSocket，另一個(gè)運(yùn)行于服務(wù)器端，稱為ServerSocket。套接字之間的連接過(guò)程分為三個(gè)步驟：
- 1.服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)
- 2.客戶端請(qǐng)求
- 3.連接確認(rèn)。
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(shí)，該Socket連接就是一個(gè)TCP連接,UDP連接同理。
在本地進(jìn)程通訊中我們可以使用PID來(lái)唯一標(biāo)示一個(gè)進(jìn)程，但PID只在本地唯一，網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)進(jìn)程PID沖突幾率很大，這時(shí)候我們需要另辟它徑了，我們知道IP層的ip地址可以唯一標(biāo)示主機(jī)，而`TCP層協(xié)議和端口號(hào)可以唯一標(biāo)示主機(jī)的一個(gè)進(jìn)程，這樣我們可以利用ip地址＋協(xié)議＋端口號(hào)唯一標(biāo)示網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)進(jìn)程。
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(jiǎn)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。
socket起源于UNIX，在Unix一切皆文件哲學(xué)的思想下，socket是一種"打開(kāi)—讀/寫(xiě)—關(guān)閉"模式的實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器和客戶端各自維護(hù)一個(gè)"文件"，在建立連接打開(kāi)后，可以向自己文件寫(xiě)入內(nèi)容供對(duì)方讀取或者讀取對(duì)方內(nèi)容，通訊結(jié)束時(shí)關(guān)閉文件。
通信流程
socket是"打開(kāi)—讀/寫(xiě)—關(guān)閉"模式的實(shí)現(xiàn)，以使用TCP協(xié)議通訊的socket為例，其交互流程大概是這樣子的:
1、服務(wù)端
- 1.服務(wù)器根據(jù)地址類型
（ipv4,ipv6）、socket類型、協(xié)議創(chuàng)建socket - 2.服務(wù)器為
socket綁定ip地址和端口號(hào) - 3.服務(wù)器
socket監(jiān)聽(tīng)端口號(hào)請(qǐng)求，隨時(shí)準(zhǔn)備接收客戶端發(fā)來(lái)的連接，這時(shí)候服務(wù)器的socket并沒(méi)有被打開(kāi).
2、客戶端（開(kāi)始三次握手）
- 1、客戶端創(chuàng)建socket
- 2、客戶端打開(kāi)socket，根據(jù)服務(wù)器ip地址和端口號(hào)試圖連接服務(wù)器socket。
3、服務(wù)端
- 1、服務(wù)器
socket接收到客戶端socket請(qǐng)求，被動(dòng)打開(kāi)，開(kāi)始接收客戶端請(qǐng)求，直到客戶端返回連接信息。這時(shí)候socket進(jìn)入阻塞狀態(tài)，所謂阻塞即accept()方法一直到客戶端返回連接信息后才返回，開(kāi)始接收下一個(gè)客戶端諒解請(qǐng)求
4、客戶端
- 1、客戶端連接成功，向服務(wù)器發(fā)送連接狀態(tài)信息
5、服務(wù)器（三次握手完成）
- 1、服務(wù)器accept方法返回，連接成功
6、客戶端
- 1、客戶端向socket寫(xiě)入信息
7、服務(wù)器
- 1、服務(wù)器讀取信息
8、客戶端
- 1、客戶端關(guān)閉
9、服務(wù)器端
- 1、服務(wù)器端關(guān)閉
三次握手
三次握手是為了確認(rèn)客戶端跟服務(wù)器都能接受到對(duì)方的信息。
第一次握手：客戶端給服務(wù)器發(fā)包。此時(shí)服務(wù)器確認(rèn)自己可以接收客戶端的包， 客戶端不確認(rèn)服務(wù)器是否接收到了自己發(fā)的包。客戶端不知道
第二次握手，服務(wù)器端回復(fù)客戶端。 此時(shí)客戶端確認(rèn)自己發(fā)的包被服務(wù)器收到，也確認(rèn)自己可以正常接收服務(wù)器包，客戶端對(duì)此次通信沒(méi)有疑問(wèn)了。服務(wù)器可以確認(rèn)自己能接收到客戶端的包，但不能確認(rèn)客戶端能否接收自己發(fā)的包。服務(wù)端不知道
第三次握手，客戶端回復(fù)服務(wù)器。 客戶端已經(jīng)沒(méi)有疑問(wèn)了，服務(wù)器也確認(rèn)剛剛客戶端收到了自己的包。兩邊都沒(méi)有問(wèn)題，開(kāi)始通信。兩邊都知道。
形象比喻：
三次握手：
“喂，你聽(tīng)得到嗎？”
“我聽(tīng)得到呀，你聽(tīng)得到我嗎？”
“我能聽(tīng)到你，今天balabala……”
兩次握手：
“喂，你聽(tīng)得到嗎？”
“我聽(tīng)得到呀”
“喂喂，你聽(tīng)得到嗎？”
“草，我聽(tīng)得到呀！?。?！”
“你TM能不能聽(tīng)到我講話啊??！喂！”
“……”
四次握手：
“喂，你聽(tīng)得到嗎？”
“我聽(tīng)得到呀，你聽(tīng)得到我嗎？”
“我能聽(tīng)到你，你能聽(tīng)到我嗎？”
“……不想跟傻逼說(shuō)話”
再看一個(gè)解釋：
因?yàn)楸ＷC“ A說(shuō)話B聽(tīng)得到， B說(shuō)話A也聽(tīng)得到”這件事 并讓雙方都知道，剛好至少需要三次shake hands.
如果只讓一方確定這件事就夠了，那兩次握手足矣。
比如A發(fā)送"你聽(tīng)得到我嗎"；
B收到并回復(fù)"我聽(tīng)得到，你聽(tīng)得到我嗎？"；
A收到這句話；(此時(shí)A已經(jīng)能確定他們兩個(gè)說(shuō)話對(duì)方都聽(tīng)得到，但是B并不知道。)
所以A需要再回復(fù)一次:"我也聽(tīng)得到"。
B收到后，此時(shí)A,B都確定了『我說(shuō)話你聽(tīng)得到，你說(shuō)話我也聽(tīng)得到』這件事。
...
正式解釋
第一次握手：客戶端嘗試連接服務(wù)器，向服務(wù)器發(fā)送syn包（同步序列編號(hào)Synchronize Sequence Numbers），syn=j，客戶端進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)等待服務(wù)器確認(rèn)
第二次握手：服務(wù)器接收客戶端syn包并確認(rèn)（ack=j+1），同時(shí)向客戶端發(fā)送一個(gè)SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)
第三次握手：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
定睛一看，服務(wù)器socket與客戶端socket建立連接的部分其實(shí)就是大名鼎鼎的三次握手
四次和三次
握手過(guò)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(kāi)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。斷開(kāi)連接時(shí)服務(wù)器和客戶端均可以主動(dòng)發(fā)起斷開(kāi)TCP連接的請(qǐng)求，斷開(kāi)過(guò)程需要經(jīng)過(guò)“四次握手”。
TCP連接的拆除
TCP連接的拆除需要發(fā)送四個(gè)包，因此稱為四次握手(four-way handshake)。在socket編程中，任何一方執(zhí)行close()操作即可產(chǎn)生握手（有地方稱為“揮手”）操作。
之所以有“三次握手”和“四次握手”的區(qū)別，是因?yàn)檫B接時(shí)當(dāng)Server端收到Client端的SYN連接請(qǐng)求報(bào)文后，可以直接發(fā)送SYN+ACK報(bào)文。其中ACK報(bào)文是用來(lái)應(yīng)答的，SYN報(bào)文是用來(lái)同步的。
但是關(guān)閉連接時(shí)，當(dāng)Server端收到FIN報(bào)文時(shí)，很可能并不會(huì)立即關(guān)閉SOCKET，所以只能先回復(fù)一個(gè)ACK報(bào)文，告訴Client端，”你發(fā)的FIN報(bào)文我收到了”。只有等到我Server端所有的報(bào)文都發(fā)送完了，我才能發(fā)送FIN報(bào)文，因此不能一起發(fā)送。故需要四步握手。
Http
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(diǎn)是客戶端發(fā)送的每次請(qǐng)求都需要服務(wù)器回送響應(yīng)，在請(qǐng)求結(jié)束后，會(huì)主動(dòng)釋放連接。從建立連接到關(guān)閉連接的過(guò)程稱為“一次連接”。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(qǐng)求。若服務(wù)器長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法收到客戶端的請(qǐng)求，則認(rèn)為客戶端“下線”，若客戶端長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法收到服務(wù)器的回復(fù)，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開(kāi)。
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(gè)加密/身份驗(yàn)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(bào)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(qǐng)證書(shū)；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(jiǎn)單，是無(wú)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。
Socket連接與HTTP連接的不同
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(kāi)始相互發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容，直到雙方連接斷開(kāi)。但在實(shí)際應(yīng)用中，客戶端到服務(wù)器之間的通信防火墻默認(rèn)會(huì)關(guān)閉長(zhǎng)時(shí)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(guò)輪詢告訴網(wǎng)絡(luò)，該連接處于活躍狀態(tài)。
而HTTP連接使用的是“請(qǐng)求—響應(yīng)”的方式，不僅在請(qǐng)求時(shí)需要先建立連接，而且需要客戶端向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求后，服務(wù)器端才能回復(fù)數(shù)據(jù)。
之間的區(qū)別
- HTTP協(xié)議：簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議，對(duì)應(yīng)于應(yīng)用層 ，HTTP協(xié)議是基于TCP連接的
- TCP協(xié)議： 對(duì)應(yīng)于傳輸層
- IP協(xié)議： 對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層
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)。
- Socket是對(duì)TCP/IP協(xié)議的封裝，Socket本身并不是協(xié)議，而是一個(gè)調(diào)用接口（API），通過(guò)Socket，我們才能使用TCP/IP協(xié)議。
- Http連接：http連接就是所謂的短連接，即客戶端向服務(wù)器端發(fā)送一次請(qǐng)求，服務(wù)器端響應(yīng)后連接即會(huì)斷掉。
- Socket連接：socket連接就是所謂的長(zhǎng)連接，理論上客戶端和服務(wù)器端一旦建立起連接將不會(huì)主動(dòng)斷掉；但是由于各種環(huán)境因素可能會(huì)是連接斷開(kāi)，比如說(shuō)：服務(wù)器端或客戶端主機(jī)down了，網(wǎng)絡(luò)故障，或者兩者之間長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)防火墻可能會(huì)斷開(kāi)該連接以釋放網(wǎng)絡(luò)資源。所以當(dāng)一個(gè)
socket連接中沒(méi)有數(shù)據(jù)的傳輸，那么為了維持連接需要發(fā)送心跳消息~~具體心跳消息格式是開(kāi)發(fā)者自己定義的。
