从数据长征和网络协议对TCP/IP,http,socket 进行概念梳理

本文详细阐述了TCP/IP协议及HTTP协议的工作原理与区别,并解释了Socket作为API接口的角色及其与TCP/IP的关系。

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首先说数据是怎么到达你的终端的。

在开始的开始不得不说的就是TCP/IP协议了,TCP/IP协议是网络的基础,是Internet的语言,可以说没有TCP/IP协议就没有互联网的今天。实际上说TCP和IP是互联网协议簇中最重要的两项。TCP/IP协议把网络划分为了四层:应用层,传输层,网络层,网络接口层。

网络接口层是TCP/IP协议与底层硬件设备的接口,负责网络层和物理设备之间的数据交换,在TCP/IP中主要为IP协议发送和接受数据。它隐藏了物理设备的实现细节,网络层知识简单地把数据交给接口层,从借口层接收数据,不需要关心物理层是以太网、令牌环网还是无线网络。网络层是提供主机到主机之间数据传送服务的,是不可靠的。只是把上层传递进来的数据“送出去”,传输层为主机上的应用提供可靠的数据通信,应用层是对数据的包装,常用的协议有HTTP,FTP等等。

总结下来,以FTP协议为例各个层和他们所对应的协议是这样的:


说到这里大家是不是能看明白TCP/IP和HTTP的关系了,

  也可以说,TPC/IP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:

  “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。

(这里额外加一句,HTTP只使用TCP而不使用UDP至于原因大家自己查查)

而我们平时做客户端,网络编程最常用的SOCKET又是什么

  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,我们才能使用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,

  从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口,比如create、listen、connect、accept、send、read和write等等。

  网络有一段关于socket和TCP/IP协议关系的说法比较容易理解:

  “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。”

  关于TCP/IP协议的相关只是,用博大精深来讲我想也不为过,单单查一下网上关于此类只是的资料和书籍文献的数量就知道,

  这个我打算会买一些经典的书籍(比如《TCP/IP详解:卷一、卷二、卷三》)进行学习,今天就先总结一些基于基于TCP/IP协议的应用和编程接口的知识,也就是刚才说了很多的HTTP和Socket。

  优快云上有个比较形象的描述:HTTP是轿车,提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机,提供了网络通信的能力。

  实际上,传输层的TCP是基于网络层的IP协议的,而应用层的HTTP协议又是基于传输层的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。

那么在使用上SOCKET和HTTP又有什么区别呢

由于通常情况下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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