在了解这些之前需要先明白:
- HTTP协议:简单对象的访问协议,对应于应用层,HTTP协议是基于TCP连接的
- TCP协议:对应于传输层
- IP协议:对应于网络层
其中TCP/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是应用层的协议,主要解决的是如何包装数据。
这里我们说的socket是对TCP/IP协议的封装,其本身并不是协议,而是一个调用的接口(API),通过socket,我们才能使用TCP/IP协议
http连接和socket连接的概念:
http连接就是所谓的短连接,即客户端想服务器端发送一次请求,服务请端响应后连接即会断开
socket连接就是所谓的长连接,理论上客户端和服务器端一旦建立起连接将不会主动断开,但由于各种环境的因素可能会连接断开,比如说:服务器端或客户端主机down了、网络故障、两者之间长时间没有数据传输,网络防火墙可能会断开该连接以释放网络资源。所以当一个socket连接中没有数据的传输,那么为了维持连接需要发送心跳消息(具体的心跳消息格式是开发者自己定义的)
一、http连接
HTTP协议即超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol),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协议之上的一种应用。
HTTP连接最显著的特点就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hour,会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称之为“一次连接”。
1、在HTTP 1.0中,客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接,在处理完本次请求后,就自动释放连接。
2、在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求,并且多个请求可以重叠进行,不需要等待一个请求结束后在发送下一个请求。
由于HTTP咋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,要保持客户端的程序的在线状态,需要不断地想服务器发起连接的请求。通常的做法是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服端进行回复,表明知道客户端“在线”。若服务器长时间没有收到客户端的请求,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了
二、socket原理及socket连接
2.1 socket(套接字)概念
socket是通信的基石,是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示,包含进行网
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、远地主机的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进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用
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socket接口。应用层可以和传输层通过socket接口,区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信,
实现数据传输的并发服务
2.2 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;另一个运行于服务器端,称为
ServerSocket。
套接字直接的连接过程分为三个步骤:服务器监听、客服端请求、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: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。因此,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送给客户端,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。
三、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或UDP),当使用TCP协议进行连接时,该socket连接就是一个TCP连接。
什么是TCP连接呢?
TCP连接是互联网连接协议集的一种。其最重要的特征是:有序和可靠。有序是通过将文本流分段并编号实现,可靠是通过ACK(确认字符)回复和重复发送实现的。
TCP连接的过程(三次握手):
- 第一次握手:客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;
- 第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的syn(ack=j+1),同事自己也发送一个syn包(syn=k),即syn+ack包,此时服务器进入SYN_RECV状态;
- 第三次握手:客户端收到服务器的syn+ack包,向服务器发送确认包ack(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。
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,断开过程需要经过“四次握手”(这里就不详细解释了,简单说就是服务器和客户端的交互,最终确定断开)
四、http连接与socket连接
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的发送数据内容,直到双方断开连接。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回给客户端;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,客户端需定时向服务器端发送连接请求,不仅可以保持在线,同事也是在“询问”服务器是否有新的数据,如果有就传给客户端。