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。
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，計(jì)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務(wù)。
建立Socket連接至少需要一對套接字，其中一個運(yùn)行于客戶端，稱為ClientSocket，另一個運(yùn)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)。
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,UDP連接同理。
Socket使用
socket使用的庫函數(shù)
1.創(chuàng)建套接字
Socket(af,type,protocol)//建立地址和套接字的聯(lián)系
bind(sockid, local addr, addrlen)//服務(wù)器端偵聽客戶端的請求
listen( Sockid ,quenlen)//建立服務(wù)器/客戶端的連接 (面向連接TCP）
2.客戶端請求連接
Connect(sockid, destaddr, addrlen)//服務(wù)器端等待從編號為Sockid的Socket上接收客戶連接請求
newsockid=accept(Sockid，Clientaddr, paddrlen)//發(fā)送/接收數(shù)據(jù)
3.面向連接：
send(sockid, buff, bufflen)
recv( )
4.面向無連接：
sendto(sockid,buff,…,addrlen)
recvfrom( )
5.釋放套接字
close(socked)
在iOS中以NSStream(流)來發(fā)送和接收數(shù)據(jù),可以設(shè)置流的代理，對流狀態(tài)的變化做出相應(yīng)的動作(連接建立，接收到數(shù)據(jù)，連接關(guān)閉）。
NSStream：數(shù)據(jù)流的父類，用于定義抽象特性，例如：打開、關(guān)閉代理，NSStream繼承自CFStream(CoreFoundation)
NSInputStream：NSStream的子類，用于讀取輸入
NSOutputStream：NSSTream的子類，用于寫輸出。
服務(wù)端先不提，客戶端代碼大概如下：
//需要導(dǎo)入，
- (void)test
{
NSString* host =@"123.33.33.1";
NSNumber* port = @1233;
// 創(chuàng)建 socket
intsocketFileDescriptor = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0);
if(-1== socketFileDescriptor) {
NSLog(@"創(chuàng)建失敗");
return;
}
// 獲取 IP 地址
structhostent * remoteHostEnt = gethostbyname([host UTF8String]);
if(NULL== remoteHostEnt) {
close(socketFileDescriptor);
NSLog(@"%@",@"無法解析服務(wù)器的主機(jī)名");
return;
}
structin_addr * remoteInAddr = (structin_addr *)remoteHostEnt->h_addr_list[0];
// 設(shè)置 socket 參數(shù)
structsockaddr_in socketParameters;
socketParameters.sin_family = AF_INET;
socketParameters.sin_addr = *remoteInAddr;
socketParameters.sin_port = htons([port intValue]);
// 連接 socket
intret = connect(socketFileDescriptor, (structsockaddr *) &socketParameters,sizeof(socketParameters));
if(-1== ret) {
close(socketFileDescriptor);
NSLog(@"連接失敗");
return;
}
NSLog(@"連接成功");
}
大概就是這樣，因?yàn)槭荂語言的，所以看起來不是很方便，一般開發(fā)中都會使用比較簡單的方法，如下。
CocoaAsyncSocket
iOS的socket實(shí)現(xiàn)是特別簡單的，可以使用用github的開源類庫cocoaasyncsocket簡化開發(fā)，cocoaasyncsocket是支持tcp和ump的。代碼大概如下：
- (IBAction)connectToServer:(id)sender {
// 1.與服務(wù)器通過三次握手建立連接
NSString*host =@"133.33.33.1";
intport =1212;
//創(chuàng)建一個socket對象
_socket = [[GCDAsyncSocket alloc] initWithDelegate:selfdelegateQueue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0)];
//連接
NSError*error =nil;
[_socket connectToHost:host onPort:port error:&error];
if(error) {
NSLog(@"%@",error);
}
}
#pragma mark -socket的代理
#pragma mark 連接成功
-(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString*)host port:(uint16_t)port{
NSLog(@"%s",__func__);
}
#pragma mark 斷開連接
-(void)socketDidDisconnect:(GCDAsyncSocket *)sock withError:(NSError*)err{
if(err) {
NSLog(@"連接失敗");
}else{
NSLog(@"正常斷開");
}
}
#pragma mark 數(shù)據(jù)發(fā)送成功
-(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag{
NSLog(@"%s",__func__);
//發(fā)送完數(shù)據(jù)手動讀取，-1不設(shè)置超時
[sock readDataWithTimeout:-1tag:tag];
}
#pragma mark 讀取數(shù)據(jù)
-(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData*)data withTag:(long)tag{
NSString*receiverStr = [[NSStringalloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSLog(@"%s %@",__func__,receiverStr);
}
下面是原理補(bǔ)充，有興趣的朋友可以細(xì)看。
網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議
網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議由下往上分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。其中物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層通常被稱作媒體層，是網(wǎng)絡(luò)工程師所研究的對象；傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層則被稱作主機(jī)層，是用戶所面向和關(guān)心的內(nèi)容。
HTTP協(xié)議對應(yīng)于應(yīng)用層，TCP協(xié)議對應(yīng)于傳輸層，IP協(xié)議對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層，HTTP協(xié)議是基于TCP連接的,三者本質(zhì)上沒有可比性。 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是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，是它的一組接口。
網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議
TCP/IP五層模型
TCP/IP五層模型的協(xié)議分為：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。中繼器、集線器、還有我們通常說的雙絞線也工作在物理層；網(wǎng)橋（現(xiàn)已很少使用）、以太網(wǎng)交換機(jī)（二層交換機(jī)）、網(wǎng)卡（其實(shí)網(wǎng)卡是一半工作在物理層、一半工作在數(shù)據(jù)鏈路層）在數(shù)據(jù)鏈路層；路由器、三層交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)層；傳輸層主要是四層交換機(jī)、也有工作在四層的路由器。
TCP/IP協(xié)議中的應(yīng)用層處理七層模型中的第五層、第六層和第七層的功能。TCP/IP協(xié)議中的傳輸層并不能總是保證在傳輸層可靠地傳輸數(shù)據(jù)包，而七層模型可以做到。TCP/IP協(xié)議還提供一項(xiàng)名為UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）的選擇。UDP不能保證可靠的數(shù)據(jù)包傳輸。
對應(yīng)關(guān)系
TCP：面向連接、傳輸可靠(保證數(shù)據(jù)正確性,保證數(shù)據(jù)順序)、用于傳輸大量數(shù)據(jù)(流模式)、速度慢，建立連接需要開銷較多(時間，系統(tǒng)資源)。
UDP：面向非連接、傳輸不可靠、用于傳輸少量數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)包模式)、速度快。
TCP是一種流模式的協(xié)議，UDP是一種數(shù)據(jù)報(bào)模式的協(xié)議。
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（HTTP、FTP、TELNET等），也可以自己定義應(yīng)用層協(xié)議。
WEB使用Tcp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。
Socket的位置
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?yàn)槭謾C(jī)底層實(shí)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。
三次握手(Three-way Handshake)即建立一個TCP連接時，需要客戶端和服務(wù)器總共發(fā)送3個包。三次握手的目的是連接服務(wù)器指定端口，建立TCP連接,并同步連接雙方的序列號和確認(rèn)號并交換TCP 窗口大小信息。在socket編程中，客戶端執(zhí)行connect()時,將觸發(fā)三次握手。
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”。
TCP連接的拆除需要發(fā)送四個包，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。
TCP連接的拆除
之所以有“三次握手”和“四次握手”的區(qū)別，是因?yàn)檫B接時當(dāng)Server端收到Client端的SYN連接請求報(bào)文后，可以直接發(fā)送SYN+ACK報(bào)文。其中ACK報(bào)文是用來應(yīng)答的，SYN報(bào)文是用來同步的。但是關(guān)閉連接時，當(dāng)Server端收到FIN報(bào)文時，很可能并不會立即關(guān)閉SOCKET，所以只能先回復(fù)一個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(diǎn)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”。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。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。在HTTP 1.0中，客戶端的每次請求都要求建立一次單獨(dú)的連接，在處理完本次請求后，就自動釋放連接。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。
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(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。
HTTPS
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，通信雙方即可開始相互發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容，直到雙方連接斷開。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)。
而HTTP連接使用的是“請求—響應(yīng)”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(wù)器發(fā)出請求后，服務(wù)器端才能回復(fù)數(shù)據(jù)。
注：本文摘自簡書作者“吳白”的文章，由于原訪問連接失效，所以本人重新建立了一份。
