27.Socket,TCP,UDP,HTTP基本通信原理

Posted 2021-01-24 lvjing

Socket,TCP,UDP,HTTP基本通信原理（摘自百度）：

TCP、UDP，HTTP 底层通信都是通过 socket 套接字实现 
网络上不同的计算机，也可以通信，那么就得使用网络套接字（socket）。 
socket就是在不同计算机之间进行通信的一个抽象。 
他工作于TCP/IP协议中应用层和传输层之间的一个抽象 

如图所示：

 

1.Socket 是对 TCP/IP 协议族的一种封装，是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层。从设计模式的角度看来，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。

2.Socket 还可以认为是一种网络间不同计算机上的进程通信的一种方法，利用三元组（ip地址(主机)，协议（传输方式），端口（主机上的进程标志））就可以唯一标识网络中的进程，网络中的进程通信可以利用这个标志与其它进程进行交互。

3.socket保证了不同计算机之间的通信，也就是网络通信。对于网站，通信模型是客户端服务器之间的通信。
两个端都建立一个socket对象，然后通过socket对象对数据进行传输。通常服务器处于一个无线循环，等待客户端连接。

 

通俗的理解：
Socket的英文原义是“孔”或“插座”,Socket通常也称作”套接字”,用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件，同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原意那样，像一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间，每个插座有一个编号，有的插座提供220伏交流电， 有的提供110伏交流电，有的则提供有线电视节目。 客户软件将插头插到不同编号的插座，就可以得到不同的服务
网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为一个socket
应用程序通常通过”套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。

 

TCP（传输控制协议，HTTP的交互方式就是TCP交互方式，需要建立连接，一种面向连接的、可靠的字节流服务） 
在一个TCP连接中，仅有两方进行彼此通信。广播和多播不能用于TCP

1.建立连接，形成数据传输通道
2、在链接中进行大数据传输，数据不受限制
3.通过三次握手完成链接，是可靠协议，安全送达协议
4.必须建立连接，效率很稍微低

所谓三次握手(Three-way Handshake)，是指建立一个 TCP 连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。
三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立 TCP 连接，并同步连接双方的序列号和确认号，交换 TCP 窗口大小信息。在 socket 编程中，客户端执行 connect() 时，将触发三次握手。

 

三次握手：

* 第一次握手(SYN=1, seq=x):

客户端发送一个 TCP 的 SYN 标志位置1的包，指明客户端打算连接的服务器的端口，以及初始序号 X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。

发送完毕后，客户端进入 `SYN_SEND` 状态。

* 第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1):

服务器发回确认包(ACK)应答。即 SYN 标志位和 ACK 标志位均为1。服务器端选择自己 ISN 序列号，放到 Seq 域里，同时将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的 ISN 加1，即X+1。
发送完毕后，服务器端进入 `SYN_RCVD` 状态。

* 第三次握手(ACK=1，ACKnum=y+1)

客户端再次发送确认包(ACK)，SYN 标志位为0，ACK 标志位为1，并且把服务器发来 ACK 的序号字段+1，放在确定字段中发送给对方，并且在数据段放写ISN的+1

发送完毕后，客户端进入 `ESTABLISHED` 状态，当服务器端接收到这个包时，也进入 `ESTABLISHED` 状态，TCP 握手结束。

UDP （用户数据报协议，无连接，不可靠的网络协议，用于多播，广播，例如上课同步直播）

1.将数据以及源（我的电脑IP）和目的（别人电脑的IP）封装成数据包中，不需要建立连接
2.每个数据报的大小限制在64k之内,所以大小有限制
3.无需连接，因此是不可靠协议
4.不需要建立连接，速度快