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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（二層交換機）、網(wǎng)卡（其實網(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、三層交換機在網(wǎng)絡(luò)層；傳輸層主要是四層交換機、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)議還提供一項名為UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(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。

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”。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，則認為客戶端“下線”，若客戶端長時間無法收到服務(wù)器的回復，則認為網(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，因此加密的詳細內(nèi)容就需要SSL。 HTTPS存在不同于HTTP的默認端口及一個加密/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)建的可進行加密傳輸、身份認證的網(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。但在實際應(yīng)用中，客戶端到服務(wù)器之間的通信防火墻默認會關(guān)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(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)器端才能回復數(shù)據(jù)

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。

CocoaAsyncSocket

iOS的socket實現(xiàn)是特別簡單的，可以使用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：

環(huán)境

下載AsyncSocket類庫，將RunLoop文件夾下的AsyncSocket.h, AsyncSocket.m, AsyncUdpSocket.h, AsyncUdpSocket.m 文件拷貝到自己的project中
添加CFNetwork.framework, 在使用socket的文件頭

#import <sys/socket.h>
#import <netinet/in.h>
#import <arpa/inet.h>
#import <unistd.h>

使用

socket 連接
即時通訊最大的特點就是實時性，基本感覺不到延時或是掉線，所以必須對socket的連接進行監(jiān)視與檢測，在斷線時進行重新連接，如果用戶退出登錄，要將socket手動關(guān)閉，否則對服務(wù)器會造成一定的負荷。
一般來說，一個用戶（對于ios來說也就是我們的項目中）只能有一個正在連接的socket，所以這個socket變量必須是全局的，這里可以考慮使用單例或是AppDelegate進行數(shù)據(jù)共享，本文使用單例。如果對一個已經(jīng)連接的socket對象再次進行連接操作，會拋出異常（不可對已經(jīng)連接的socket進行連接）程序崩潰，所以在連接socket之前要對socket對象的連接狀態(tài)進行判斷
使用socket進行即時通訊還有一個必須的操作，即對服務(wù)器發(fā)送心跳包，每隔一段時間對服務(wù)器發(fā)送長連接指令（指令不唯一，由服務(wù)器端指定，包括使用socket發(fā)送消息，發(fā)送的數(shù)據(jù)和格式都是由服務(wù)器指定），如果沒有收到服務(wù)器的返回消息，AsyncSocket會得到失去連接的消息，我們可以在失去連接的回調(diào)方法里進行重新連接。
先創(chuàng)建一個單例，命名為Singleton
Singleton.h

// Singleton.h
#import "AsyncSocket.h"
#define DEFINE_SHARED_INSTANCE_USING_BLOCK(block) \
static dispatch_once_t onceToken = 0; \
__strong static id sharedInstance = nil; \
dispatch_once(&onceToken, ^{ \
sharedInstance = block(); \
}); \
return sharedInstance; \
@interface Singleton : NSObject+ (Singleton *)sharedInstance;
@end

Singleton.m

+(Singleton *) sharedInstance
{
      static Singleton *sharedInstace = nil;
      static dispatch_once_t onceToken;
      dispatch_once(&onceToken, ^{
         sharedInstace = [[self alloc] init];
      });
      return sharedInstace;
}

這樣一個單例就創(chuàng)建好了
在.h文件中生命socket變量

@property (nonatomic, strong) AsyncSocket *socket; // socket
@property (nonatomic, copy ) NSString *socketHost; // socket的Host
@property (nonatomic, assign) UInt16 socketPort; // socket的port

下面是連接，心跳，失去連接后重連

連接(長連接)
在.h文件中聲明方法，并聲明代理<AsyncSocketDelegate>

-(void)socketConnectHost;// socket連接

在.m中實現(xiàn)，連接時host與port都是由服務(wù)器指定，如果不是自己寫的服務(wù)器，請與服務(wù)器端開發(fā)人員交流

// socket連接
-(void)socketConnectHost{ 
    self.socket = [[AsyncSocket alloc] initWithDelegate:self];     
    NSError *error = nil;
     [self.socket connectToHost:self.socketHost onPort:self.socketPort withTimeout:3 error:&error];
}

心跳
心跳通過計時器來實現(xiàn) 在singleton.h中聲明一個定時器

@property (nonatomic, retain) NSTimer *connectTimer; // 計時器

在.m中實現(xiàn)連接成功回調(diào)方法，并在此方法中初始化定時器，發(fā)送心跳在后文向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)時說明

#pragma mark - 連接成功回調(diào)
-(void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString *)host port:(UInt16)port{
     NSLog(@"socket連接成功");
     // 每隔30s像服務(wù)器發(fā)送心跳包 
    self.connectTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:30 target:self selector:@selector(longConnectToSocket) userInfo:nil repeats:YES];
    // 在longConnectToSocket方法中進行長連接需要向服務(wù)器發(fā)送的訊息 
    [self.connectTimer fire];
}

socket 斷開連接與重連
斷開連接
失去連接有幾種情況，服務(wù)器斷開，用戶主動cut，還可能有如QQ其他設(shè)備登錄被掉線的情況，不管那種情況，我們都能收到socket回調(diào)方法返回給我們的訊息，如果是用戶退出登錄或是程序退出而需要手動cut，我們在cut前對socket的userData賦予一個值來標記為用戶退出，這樣我們可以在收到斷開信息時判斷究竟是什么原因?qū)е碌牡艟€
在.h文件中聲明一個枚舉類型

enum{ 
    SocketOfflineByServer,// 服務(wù)器掉線，默認為0 
    SocketOfflineByUser, // 用戶主動cut
};

聲明斷開連接方法

-(void)cutOffSocket; // 斷開socket連接

// 切斷socket
-(void)cutOffSocket{ 
    self.socket.userData = SocketOfflineByUser;// 聲明是由用戶主動切斷
     [self.connectTimer invalidate]; 
    [self.socket disconnect];
}

重連
實現(xiàn)代理方法

-(void)onSocketDidDisconnect:(AsyncSocket *)sock{ 
      NSLog(@"sorry the connect is failure %ld",sock.userData);
     if (sock.userData == SocketOfflineByServer) { 
          // 服務(wù)器掉線，重連 
        [self socketConnectHost];
      } else if (sock.userData == SocketOfflineByUser) { 
        // 如果由用戶斷開，不進行重連 
        return;
     }
}

socket 發(fā)送與接收數(shù)據(jù)
發(fā)送數(shù)據(jù) 我們補充上文心跳連接未完成的方法

// 心跳連接
-(void)longConnectToSocket{
     // 根據(jù)服務(wù)器要求發(fā)送固定格式的數(shù)據(jù)，假設(shè)為指令@"longConnect"，但是一般不會是這么簡單的指令 
      NSString *longConnect = @"longConnect";
      NSData *dataStream = [longConnect dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
      [self.socket writeData:dataStream withTimeout:1 tag:1];
}

socket發(fā)送數(shù)據(jù)是以棧的形式存放，所有數(shù)據(jù)放在一個棧中，存取時會出現(xiàn)粘包的現(xiàn)象，所以很多時候服務(wù)器在收發(fā)數(shù)據(jù)時是以先發(fā)送內(nèi)容字節(jié)長度，再發(fā)送內(nèi)容的形式，得到數(shù)據(jù)時也是先得到一個長度，再根據(jù)這個長度在棧中讀取這個長度的字節(jié)流，如果是這種情況，發(fā)送數(shù)據(jù)時只需在發(fā)送內(nèi)容前發(fā)送一個長度，發(fā)送方法與發(fā)送內(nèi)容一樣，假設(shè)長度為8

NSData *dataStream = [@8 dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
[self.socket writeData:dataStream withTimeout:1 tag:1];

接收數(shù)據(jù) 為了能時刻接收到socket的消息，我們在長連接方法中進行讀取數(shù)據(jù)

[self.socket readDataWithTimeout:30 tag:0];

如果得到數(shù)據(jù)，會調(diào)用回調(diào)方法

-(void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag{ 
      // 對得到的data值進行解析與轉(zhuǎn)換即可
     [self.socket readDataWithTimeout:30 tag:0];
}

簡單使用說明
我們在用戶登錄后的第一個界面進行socket的初始化連接操作，在得到數(shù)據(jù)后，將所需要顯示的數(shù)據(jù)放在singleton中，對變量進行監(jiān)聽后做出相應(yīng)的操作即可，延伸起來比較復雜，沒有真實數(shù)據(jù)也不太方便說明，大家自己進行探索吧，有問題請在下方留言一起探討。

[Singleton sharedInstance].socketHost = @"192.186.100.21";// host設(shè)定    
[Singleton sharedInstance].socketPort = 10045;// port設(shè)定    // 在連接前先進行手動斷開    
[Singleton sharedInstance].socket.userData = SocketOfflineByUser;    
[[Singleton sharedInstance] cutOffSocket];    // 確保斷開后再連，如果對一個正處于連接狀態(tài)的socket進行連接，會出現(xiàn)崩潰    
[Singleton sharedInstance].socket.userData = SocketOfflineByServer;
[[Singleton sharedInstance] socketConnectHost];

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