一文梳理HTTP、TCP、Socket和WebSocket的区别和联系

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世纪网络17
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第一层:应用层,定义了用于在网络中进行通信和传输数据的接口;(Http协议位于该层)

第二层:表示层,定义不同系统中数据的传输格式,编码和解码规范等;

第三层:会话层,管理用户的会话,控制用户间逻辑连接的建立和中断;

第四层:传输层,管理着网络中端到端的数据传输;(Tcp协议位于该层)

第五层:网络层,定义网络设备间如何传输数据;(IP位于该层)

第六层:链路层,将上面的网络层的数据包封装成数据帧,便于物理层传输;

第七层:物理层,这一层主要就是传输这些二进制数据。

建立起一个 TCP 连接需要经过“ 三次握手 ”:

握手过程中传送的包里不包含数据,三次握手完毕后,客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下,TCP连接一旦建立,在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前,TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求。

SYN攻击就是利用三次握手的第二次握手时进行的,这时候服务器处于SYN_RECV状态,等待客户端进行确认ACK,SYN会伪造不存在的源IP,就会有大量的链接处于等待或重试发送SYN+ACK包,导致该阶段队列持续增长,进而导致后续正常请求被丢弃。

HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol ),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。

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应,在请求结束后,会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

由于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接,因此HTTP连接是一种“短连接”。

要保持客户端程序的在线状态,需要不断地向服务器发起连接请求,通常情况下即使不需要获得任何数据,客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求,服务器在收到该请求后对客户端进行回复,表明知道客户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求,则认为客户端“下线”,若客户端长时间无法收到服务器的回复,则认为网络已经断开。

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,直到双方连接断开。但在实际网络应用中,客户端到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长时间处于非活跃状态的连接而导致 Socket 连接断连,因此需要通过轮询告诉网络,该连接处于活跃状态。

而HTTP连接使用的是“请求—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,服务器端才能回复数据。

很多情况下,需要服务器端主动向客户端推送数据,保持客户端与服务器数据的实时与同步。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,则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端,因此,客户端定时向服务器端发送连接请求,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,如果有就将数据传给客户端。

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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或UDP),当使用TCP协议进行连接时,该Socket连接就是一个TCP连接。

socket则是对TCP/IP协议的封装和应用(程序员层面上)。也可以说,TPC/IP协议是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输,而HTTP是应用层协议,主要解决如何包装数据。

关于TCP/IP和HTTP协议的关系,网络有一段比较容易理解的介绍:

平时说的最多的socket是什么呢,实际上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,才能使用TCP/IP协议。

实际上,Socket跟TCP/IP协议没有必然的联系。Socket编程接口在设计的时候,就希望也能适应其他的网络协议。所以说,Socket的出现 只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已,是对TCP/IP协议的抽象,从而形成了一些最基本的函数接口,比如create、 listen、connect、accept、send、read和write等等。

实际上,传输层 TCP 是基于网络层 IP 协议的,而应用层 HTTP 协议又是基于传输层 TCP 协议的,而 Socket 本身不算是协议,就像上面所说,它只是提供了一个针对 TCP 或者 UDP 编程的接口。

总结:

Socket 其实并不是一个协议,而是为了方便使用 TCP/UDP 而抽象出来的一层,是位于应用层和传输控制层之间的一组接口。

当两台主机通信时,必须通过Socket连接,Socket则利用TCP/IP协议建立TCP连接。TCP连接则更依靠于底层的IP协议,IP协议的连接则依赖于链路层等更低层次。

WebSocket就像HTTP一样,是一个典型的应用层协议。

总结:

WebSocket是HTML5规范提出的一种协议。HTML5 Web Sockets规范定义了Web Sockets API,支持页面使用Web Socket协议与远程主机进行全双工的通信。它引入了WebSocket接口并且定义了一个全双工的通信通道,通过一个单一的套接字在Web上进行操作。

HTML5 Web Sockets以最小的开销高效地提供了Web连接。相较于经常需要使用推送实时数据到客户端甚至通过维护两个HTTP连接来模拟全双工连接的旧的轮询或长轮询(Comet)来说,这就极大的减少了不必要的网络流量与延迟。

相同点:

不同点:

联系:

WebSocket连接的过程:

总结:

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