WebSocket 和 Socket 的區別

當我們探討兩件事物的區別和聯絡時，我們想探討些什麼？

前段時間寫了兩篇介紹 HTTP 和 WebSocket 的文章，回覆中有人說希望瞭解下WebSocket和Socket的區別。這個問題之前也有想過，自己對此是有大概的答案，可是並不太確定，於是去搜集了些資料（其實就是各種Google），看了很多以前的文件，覺得有些故事十分有趣，整理如下，算是一個外傳。

文中圖片全來自Google圖片搜尋，如侵刪。

短答案

就像Java和JavaScript，並沒有什麼太大的關係，但又不能說完全沒關係。可以這麼說：

命名方面，Socket是一個深入人心的概念，WebSocket借用了這一概念；
使用方面，完全兩個東西。

Java和JavaScript的關係

長答案

當我們探討兩件事物的區別和聯絡時，我們想探討些什麼？

對於我來說，大多數情況是想知道兩件事物本身，而並不是想只想瞭解「區別」本身。那麼對這個問題最直接的解決方法應該是去了解Socket和WebSocket的來源和用法，那麼它們的區別和聯絡就不言自明瞭。

Socket

Socket可以有很多意思，和IT較相關的本意大致是指在端到端的一個連線中，這兩個端叫做Socket。對於IT從業者來說，它往往指的是TCP/IP網路環境中的兩個連線端，大多數的API提供者（如作業系統，JDK）往往會提供基於這種概念的介面，所以對於開發者來說也往往是在說一種程式設計概念。同時，作業系統中程式間通訊也有Socket的概念，但這個Socket就不是基於網路傳輸層的協議了。

Unix 中的 Socket

作業系統中也有使用到Socket這個概念用來進行程式間通訊，它和通常說的基於TCP/IP的Socket概念十分相似，代表了在作業系統中傳輸資料的兩方，只是它不再基於網路協議，而是作業系統本身的檔案系統。

網路中的 Socket

通常所說的Socket API，是指作業系統中（也可能不是作業系統）提供的對於傳輸層（TCP/UDP）抽象的介面。現行的Socket API大致都是遵循了BSD Socket規範（包括Windows）。這裡稱規範其實不太準確，規範其實是POSIX，但BSD Unix中對於Socket的實現被廣為使用，所以成為了實際的規範。如果你要使用HTTP來構建服務，那麼就不需要關心Socket，如果你想基於TCP/IP來構建服務，那麼Socket可能就是你會接觸到的API。

在TCP/IP網路中HTTP的位置

從上圖中可以看到，HTTP是基於傳輸層的TCP協議的，而Socket API也是，所以只是從使用上說，可以認為Socket和HTTP類似（但一個是成文的網際網路協議，一個是一直沿用的一種程式設計概念），是對於傳輸層協議的另一種直接使用，因為按照設計，網路對使用者的介面都應該在應用層。

Socket 名稱的由來

和很多其他Internet上的事物一樣，Socket這個名稱來自於大名鼎鼎的ARPANET（Advanced Research Projects Agency），早期ARPANET中的Socket指的是一個源或者目的地址——大致就是今天我們所說的IP地址和埠號。最早的時候一個Socket指的是一個40位的數字（RFC33中說明了此用法，但在RFC36中並沒有明確地說使用40位數字來標識一個地址），其中前32為指向的地址（socket number，大致相當於IP），後8位為傳送資料的源（link，大致相當於埠號）。對他們的叫法有很多的版本，這裡列舉的並不嚴謹。

埠號的野史

隨著ARPANET的發展，後來（RFC433，Socket Number List）socket number被明確地定義為一個40位的數字，其中後8位被用來制定某個特定的應用使用（比如1是Telnet）。這8位數有很多名字：link、socket name、AEN（another eight number，看到這個名字我也是醉了），工程師逗逼起來也是挺拼的。

後來在Internet的規範制定中，才真正的用起了port number這個詞。至於為什麼埠號是16位的，我想可能有兩個原因，一是對於當時的工程師來說，如果每個埠號來標識一個程式，65535個埠號也差不多夠用了。二可能是為了對齊吧，^_^!!。

Socket 原本的意思

在上邊提到的歷史中使用到的Socket，包括TCP文件中使用到的Socket，其實指的是網路傳輸中的一端，是一個虛擬化的概念。

WebSocket

上邊簡單敘述了Socket的意義，由於年代久遠，很多事情也搞不了那麼清楚。但WebSocket是一個很晚近的東西，可以讓我們看到它是如何成為現在我們看到的這個樣子的。

WHATWG(Web Hypertext Application Technology Working Group)

關於HTML5的故事很多人都是知道的，w3c放棄了HTML，然後有一群人（也有說是這些人供職的公司，不過官方的文件上是說的個人）創立了WHATWG組織來推動HTML語言的繼續發展，同時，他們還發展了很多關於Web的技術標準，這些標準不斷地被官方所接受。WebSocket就屬於WHATWG釋出的Web Application的一部分（即HTML5）的產物。

為什麼會有 WebSocket

大約在08年的時候，WG的工程師在討論網路環境中需要一種全雙工的連線形式，剛開始一直叫做「TCPConnection」，並討論了這種協議需要支援的功能，大致已經和我們今天看到的WebSocket差不多了。他們認為基於現有的HTTP之上的一些技術（如長輪詢、Comet）並滿足不了這種需求，有必要定義一個全新的協議。

名稱的由來

在很多的關於HTML5或者WebSocket的文件中，都能看到一個名字，Hixie（Ian Hickson），他是WHATWG組織的發言人，曾供職於Netscape、Opera、Google，看工作的公司就知道這個人的背景了。

hixie

08年6月18日，一群WHATWG的工程師在討論一些技術問題，一個工程師提到說「我們之前討論的那個東西，不要叫TCPConnection 了，還是起個別的名字吧」，接著幾個名字被提及，DuplexConnection，TCPSocket，SocketConnection ，一個叫mcarter（Michael Carter ）的工程師說他馬上要寫一篇關於Comet的文章，如果可以確定這個名稱，想在文章中引用這個名字。

Socket一直以來都被人用來表示網路中一個連線的兩端，考慮到怎麼讓工程師更容易接受，後來Hixie說了一句「我看WebSocket這個名字就很適合嘛（Hixie briefly pops back online to record that “WebSocket” would probably be a good new name for the TCPConnection object）」，大家都沒有異議，緊接著mcarter在Comet Daily中發表了文章Independence Day: HTML5 WebSocket Liberates Comet From Hacks，後來隨著各大瀏覽器對WebSocket的支援，它變成了實際的標準，IETF也沿用了這個名字。

下邊是在WHATWG文件中對WebSocket介面的定義

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enum BinaryType { "blob", "arraybuffer" };

[Constructor(USVString url, optional (DOMString or sequence<DOMString>) protocols = []), Exposed=(Window,Worker)]

interface WebSocket : EventTarget {

readonly attribute USVString url;

// ready state

const unsigned short CONNECTING = 0;

const unsigned short OPEN = 1;

const unsigned short CLOSING = 2;

const unsigned short CLOSED = 3;

readonly attribute unsigned short readyState;

readonly attribute unsigned long long bufferedAmount;

// networking

attribute EventHandler onopen;

attribute EventHandler onerror;

attribute EventHandler onclose;

readonly attribute DOMString extensions;

readonly attribute DOMString protocol;

void close([Clamp] optional unsigned short code, optional USVString reason);

// messaging

attribute EventHandler onmessage;

attribute BinaryType binaryType;

void send(USVString data);

void send(Blob data);

void send(ArrayBuffer data);

void send(ArrayBufferView data);

};

內容的確定

大多數新技術的出現都是建立在已有技術的鋪墊之上的，WebSocket內容的確定也是如此，其中就有Comet看不到的貢獻，Comet是一個很有趣的技術，有興趣可以看看這裡

結論

可以把WebSocket想象成HTTP，HTTP和Socket什麼關係，WebSocket和Socket就是什麼關係。