关于Socket与Http协议的一些总结以及部分个人看法

        最近被人问到了一些关于Socket与Http方面的问题，其实就关于Socket，我自己了解的也不是非常多，毕竟大学没有好好学习，所以很多东西都是我最近才看，然后速成了一些，看到了网上一些资料，现自己做个总结，如有不对，欢迎指正，共同学习。

HTTP：超文本传输协议，首先它是一个协议，并且是基于TCP/IP协议基础之上的应用层协议。即HTTP协议在网络层使用IP协议，在传输层使用TCP协议。IP协议主要解决网络路由和寻址的问题，而TCP协议则是解决如何在IP层之上可靠地传递数据包，使在网络的另一段收到发出端发送的所有的包，并且顺序与发出端顺序一样。HTTP协议详细规定了浏览器与服务器之间相互通信的规则，是万维网交换信息的基础。HTTP是基于请求-响应形式并且是“短连接”，并且是无状态的协议。针对其无状态特性，在实际应用中又需要有状态的形式，因此一般会通过session/cookie技术来解决此问题。

Socket：Socket不属于协议范畴，而是一个调用接口（API），Socket是对TCP/IP协议的封装，通过调用Socket，才能使用TCP/IP协议。Socket连接是长连接，理论上客户端和服务器端一旦建立连接将不会主动断开此连接。Socket连接属于请求-响应形式，服务端可主动将消息推送给客户端。

下面一段话形容Socket与HTTP的关系

“我们在传输数据时，可以只使用（传输层）TCP/IP协议，但是那样的话，如 果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议，应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等，也 可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议，以封装HTTP文本信息，然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。”

      什么是Socket？

        Socket中文又叫套接字，它是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，也就是说，Socket是对TCP/IP协议的一个封装，它本身并不是一个协议，它只是通过封装TCP/IP协议然后给我们提供了可供我们网络开发使用的一个API。网上有这么一句话我觉得写的非常好。

“TCP/IP只是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要具体实现，同时还要提供对外的操作接口。这个就像操作系统会提供标准的编程接口，比如win32编程接口一样，TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口。”

       Socket包含进行网络通信的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

       当应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个程序进程提供并发服务的问题。多个TCP链接或多个应用程序进程可能需要通过一个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接口来区分不同的应用程序进程或者网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

      关于Socket的链接，总共分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

     1。服务器监听：服务器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。

     2。客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接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它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，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

     3。连接确认：当服 务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，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，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

      这三个步骤没有什么好解释的，无非大体上就是说，服务器端提供一个一直处在监听状态的套接字，然后客户端的套接字确定要连接到服务器上哪个套接字，然后向服务器端的套接字进行请求，当服务器端的套接字接收到了客户端套接字的时候，服务端这边就会另起一个新的线程，让两者连接。

    所以总体来说，Socket实际上是对TCP/IP的一个封装，封装了之后，在我们再进行网络开发的时候我们就可以很方便的直接调用API来进行TCP/IP协议的调用了。

        那么HTTP又是什么呢？

     众所周知，http，超文本传输协议，它是Web联网的基础，也是手机联网的常用协议之一，HTTP协议，是建立在TCP协议之上的一种协议，它属于应用层协议，主要就是进行如何包装数据。它是一种“短连接”。关于HTTP的“短连接”，起初我是纠结了好久，因为HTTP本身的协议就是基于TCP的，而TCP通过三次握手建立的不应该是一个长连接么，怎么就会变成“短连接”了呢？在搜寻了相关资料之后，我才慢慢逐渐理解了一些，其实关于HTTP的“短连接”，实际上是指，当Client向Server发送一个请求的时候，双方采用三次握手（即：Client：你在么？Server：我在。Client：我连接了）建立起链接，然后当Client和Server完成一次读写操作（即Client请求，Server相应了Client）后，此时双方都可以关闭的操作，一般由客户端收到相应后提出断开，然后双方进行四次挥手断开。这就是所谓的HTTP“短连接”，不是说他不能长，只是他自己就非要段。

    采用这种TCP短连接的好处：管理起来比较简单，存在的连接都是有用的连接，不需要额外的控制手段。

    那么既然说到了“短连接”，那么就再说一下长连接：Client向Server发起链接，Server接收Client的连接，同样，三次握手后，双方建立连接，但此时，当Client和Server完成一次读写后，它们之间的连接并不会主动关闭，后续的操作会继续使用这个连接。

首先说一下TCP/IP详解上讲到的TCP保活功能，保活功能主要为服务器应用提供，服务器应用希望知道客户主机是否崩溃，从而可以代表客户使用资源。如果客户已经消失，使得服务器上保留一个半开放的连接，而服务器又在等待来自客户端的数据，则服务器将应远等待客户端的数据，保活功能就是试图在服务 器端检测到这种半开放的连接。

如果一个给定的连接在两小时内没有任何的动作，则服务器就向客户发一个探测报文段，客户主机必须处于以下4个状态之一：

1. 客户主机依然正常运行，并从服务器可达。客户的TCP响应正常，而服务器也知道对方是正常的，服务器在两小时后将保活定时器复位。
2. 客户主机已经崩溃，并且关闭或者正在重新启动。在任何一种情况下，客户的TCP都没有响应。服务端将不能收到对探测的响应，并在75秒后超时。服务器总共发送10个这样的探测 ，每个间隔75秒。如果服务器没有收到一个响应，它就认为客户主机已经关闭并终止连接。
3. 客户主机崩溃并已经重新启动。服务器将收到一个对其保活探测的响应，这个响应是一个复位，使得服务器终止这个连接。
4. 客户机正常运行，但是服务器不可达，这种情况与2类似，TCP能发现的就是没有收到探查的响应。

关于到底长连接好还是短连接好，这个只能看情况而定

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。

长连接和短连接的产生在于client和server采取的关闭策略，具体的应用场景采用具体的策略，没有十全十美的选择，只有合适的选择。

再补充一点关于TCP与UDP的不同：

•UDP（用户数据报协议）

–将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接

–每个数据报的大小限制在64K之内

–因为无需连接，因此是不可靠协议

–不需要建立连接，速度快

•TCP（传输控制协议）

–建立连接，形成传输数据的通道

–在连接中进行大数据传输（数据大小不收限制）

–通过三次握手完成连接，是可靠协议，安全送达

–必须建立连接，效率会稍低