网络协议回顾

Posted 2022-04-16 田攀

TCP/IP TCP/IP是一个四层的协议组：应用层、传输层、网络层、链路层 应用层有HTTP、FTP、TELNET、SMTP等协议， 用于如何封装数据。 传输层中有TCP/UDP协议， 主要解决数据在网络中的传输。 网络层有IP协议， 解决数据在网络中的传输。 。 链路层：LAN、WAN

请求、响应在这个TCP/IP网络协议体系下的运作过程（来源： TCP/IP Ports: Transport Layer (TCP/UDP) Addressing ）

各协议层面所涉及数据（来源： 为什么要学习网络协议？ ）：

HTTP

HTTP短连接：客户端发送请求都需要服务器端回送响应.请求结束后，主动释放链接，因此为短连接。通常的做法是，不需要任何数据，也要保持每隔一段时间向服务器发送"保持连接"的请求。这样可以保证客户端在服务器端是"上线"状态。

HTTP连接使用的是"请求-响应"方式，不仅在请求时建立连接，而且客户端向服务器端请求后，服务器才返回数据。
Socket Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。
要想明白 Socket，必须要理解 TCP 连接。 TCP 三次握手：握手过程中并不传输数据，在握手后服务器与客户端才开始传输数据，理想状态下，TCP 连接一旦建立，在通讯双方中的任何一方主动断开连接之前 TCP 连接会一直保持下去。 Socket 是对 TCP/IP 协议的封装，Socket 只是个接口不是协议，通过 Socket 我们才能使用 TCP/IP 协议，除了 TCP，也可以使用 UDP 协议来传递数据。 创建 Socket 连接的时候，可以指定传输层协议，可以是 TCP 或者 UDP，当用 TCP 连接，该Socket就是个TCP连接，反之。
Socket为长连接：通常情况下Socket 连接就是 TCP 连接，因此 Socket 连接一旦建立,通讯双方开始互发数据内容，直到双方断开连接。在实际应用中，由于网络节点过多，在传输过程中，会被节点断开连接，因此要通过轮询高速网络，该节点处于活跃状态。

TCP和UDP的区别（Socket）

从编码角度看 TCP UDP的区别如下图：   TCP通信需要服务器端侦听listen、接收客户端连接请求accept，等待客户端connect建立连接后才能进行数据包的收发(recv/send)工作。 而UDP则服务器和客户端的概念不明显，服务器端即接收端需要绑定端口，等待客户端的数据的到来。后续便可以进行数据的收发(recvfrom/sendto)工作。


长连接，短连接 长连接多用于操作频繁，点对点的通讯，而且连接数不能太多情况。每个TCP连接都需要三步握手，这需要时间，如果每个操作都是先连接，再操作的话那么处理速度会降低很多，所以每个操作完后都不断开，次处理时直接发送数据包就OK了，不用建立TCP连接。例如：数据库的连接用长连接， 如果用短连接频繁的通信会造成socket错误，而且频繁的socket 创建也是对资源的浪费。    而像WEB网站的http服务一般都用短链接，因为长连接对于服务端来说会耗费一定的资源，而像WEB网站这么频繁的成千上万甚至上亿客户端的连接用短连接会更省一些资源，如果用长连接，而且同时有成千上万的用户，如果每个用户都占用一个连接的话，那可想而知吧。所以并发量大，但每个用户无需频繁操作情况下需用短连好。
长连接 可以 省去较多的TCP建立和关闭的操作，减少浪费，节约时间 。对于频繁请求资源的客户来说，较适用长连接。不过这里 存在一个问题 ， 存活功能的探测周期太长 ，还有就是它只是探测TCP连接的存活，属于比较斯文的做法，遇到恶意的连接时，保活功能就不够使了。在长连接的应用场景下，client端一般不会主动关闭它们之间的连接， Client与server之间的连接如果一直不关闭的话，会存在一个问题，随着客户端连接越来越多，server早晚有扛不住的时候 ，这时候server端需要采取一些策略，如关闭一些长时间没有读写事件发生的连接，这样可 以避免一些恶意连接导致server端服务受损；如果条件再允许就可以以客户端机器为颗粒度，限制每个客户端的最大长连接数，这样可以完全避免某个蛋疼的客户端连累后端服务。
短连接 对于服务器来说管理较为简单，存在的连接都是有用的连接，不需要额外的控制手段。但如果客户 请求频繁 ，将在 TCP的建立和关闭操作上浪费时间和带宽 。

参考  为什么要学习网络协议？
HTTP TCP UDP Socket 关系的几个经典图 http://www.cnblogs.com/ghj1976/p/4295346.html
HTTP 和 Socket 的区别 https://www.cnblogs.com/meier1205/p/5971313.html
HTTP长连接、短连接究竟是什么？ https://www.cnblogs.com/gotodsp/p/6366163.html