在此,先推荐一篇特别好的计算机网络编程的入门知识介绍,包括了socket、TCP/IP协议、网络通信等基础知识
Socket技术详解
Socket是对TCP/IP协议的封装,Socket本身并不是协议,而是一个调用接口(API),通过Socket,我们才能使用TCP/IP协议,主要利用三元组【ip地址,协议,端口】。
Http协议即超文本传输协议,是Web联网的基础,也是手机联网常用的协议之一,http协议是建立在TCP协议之上的一种应用。
socket连接:socket连接即是所谓的长连接,理论上客户端和服务端一旦建立连接,则不会主动断掉;
Http连接:http连接就是所谓的短连接,及客户端向服务器发送一次请求,服务器端相应后连接即会断掉。
1.套接字(socket)概念
套接字(socket)是通信的基石,它起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。它是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元,他是网络通信过程中端点的抽象表示,他包含网络通信必须的五种信息:连接使用的协议,本地主机的IP地址,本地进程的协议端口,远程主机的IP地址,远地进程的协议端口。
应用层通过传输层进行数据通信时,TCP会遇到同时为多个应用程序提供并发服务的问题,多个TCP连接多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据,为了区别不同的应用程序进程和连接,许多计算机操作系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了套接字(socket)接口,应用层可以和传输层通过socket接口区分来自于不同应用进程或网络连接的通信,实现数据传输的并发服务。
2.Socket通信的数据传输方式,常用的有两种:
a、SOCK_STREAM:表示面向连接的数据传输方式。数据可以准确无误地到达另一台计算机,如果损坏或丢失,可以重新发送,但效率相对较慢。常见的 http 协议就使用 SOCK_STREAM 传输数据,因为要确保数据的正确性,否则网页不能正常解析。
b、SOCK_DGRAM:表示无连接的数据传输方式。计算机只管传输数据,不作数据校验,如果数据在传输中损坏,或者没有到达另一台计算机,是没有办法补救的。也就是说,数据错了就错了,无法重传。因为 SOCK_DGRAM 所做的校验工作少,所以效率比 SOCK_STREAM 高。
例如:QQ 视频聊天和语音聊天就使用 SOCK_DGRAM 传输数据,因为首先要保证通信的效率,尽量减小延迟,而数据的正确性是次要的,即使丢失很小的一部分数据,视频和音频也可以正常解析,最多出现噪点或杂音,不会对通信质量有实质的影响
3.建立socket连接
建立socket连接至少需要一对套接字,其中一个运行于客户端,称为ClientSocket,另一个运行与服务器,称为ServerSocket。
套接字之间的连接分为三个步骤:服务器监听、客户端请求、连接确认。
服务器监听:服务端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。
客户端请求:至客户端的套接字提出连接请求,要练级的目标是服务器端的套接字,为此客户端的套接字必须首先描述他要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后向服务器端套接字提出连接请求。
连接确认:当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端的套接字连接请求是,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式链接链接,而服务器端 套接字继续处于监听状态,继续接受其他客户端套接字的连接请求。
4.Socket连接与TCP连接
创建Socket连接时,可以指定使用的传输层协议,socket可以支持不同的传输层协议(TCP/UDP),当使用TCP协议进行连接时,该socket接连就是TCP链接.
通常情况下Socket连接就是TCP连接,因此Socket连接一旦建立,通信双方即可开始相互发送数据内容,至到双方连接断开。但在实际网络应用中,客户端连接服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点,例如路由器,网关,防火墙等,大部分防火墙默认会关闭那个长时间处于活跃状态的连接而导致的Socket连接断连,因此需要轮询告诉网络,该链接处于活跃状态。
erHTTp连接使用的是“请求一响应”的方式,不仅在请求时需要先建立连接,而且需要客户端向服务器发出请求后,服务端才能回复数据。
很多情况下,需要服务器端主动向客户端推送数据,保持客户端和服务器数据实时与同步,此时若双方建立的是Socket连接,服务器就可以直接将数据传送给客户端;若双方建立的是HTTP连接,则需要等到客户端发送一次请求后向服务端发送连接请求,不仅可以保持在线,同时也是在“询问”服务器是否有新的数据,如果有就传给客户端。
5.两种网络模型
a.TCP/IP对OSI的网络模型层进行了划分如下:
b.TCP/IP协议参考模型把所有的TCP/IP系列协议归类到四个抽象层中
应用层:TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Telnet 等等
传输层:TCP,UDP
网络层:IP,ICMP,OSPF,EIGRP,IGMP
数据链路层:SLIP,CSLIP,PPP,MTU