iOS socket小結01

碼鋒窩發表於2016-07-18

一、網路各個協議:TCP/IP、SOCKET、HTTP等

網路七層由下往上分別為物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。

其中物理層、資料鏈路層和網路層通常被稱作媒體層,是網路工程師所研究的物件;

傳輸層、會話層、表示層和應用層則被稱作主機層,是使用者所面向和關心的內容。

 http協議   對應於應用層 

 tcp協議    對應於傳輸層  

 ip協議     對應於網路層 

 三者本質上沒有可比性。  何況HTTP協議是基於TCP連線的。 

 TCP/IP是傳輸層協議,主要解決資料如何在網路中傳輸;而HTTP是應用層協議,主要解決如何包裝資料。

 我 們在傳輸資料時,可以只使用傳輸層(TCP/IP),但是那樣的話,由於沒有應用層,便無法識別資料內容,如果想要使傳輸的資料有意義,則必須使用應用層 協議,應用層協議很多,有HTTP、FTP、TELNET等等,也可以自己定義應用層協議。WEB使用HTTP作傳輸層協議,以封裝HTTP文字資訊,然 後使用TCP/IP做傳輸層協議將它傳送到網路上。Socket是對TCP/IP協議的封裝,Socket本身並不是協議,而是一個呼叫介面(API),通過Socket,我們才能使用TCP/IP協議。

二、Http和Socket連線區別

 相信不少初學手機聯網開發的朋友都想知道Http與Socket連線究竟有什麼區別,希望通過自己的淺顯理解能對初學者有所幫助。

2.1、TCP連線

要想明白Socket連線,先要明白TCP連線。手機能夠使用聯網功能是因為手機底層實現了TCP/IP協議,可以使手機終端通過無線網路建立TCP連線。TCP協議可以對上層網路提供介面,使上層網路資料的傳輸建立在“無差別”的網路之上。

建立起一個TCP連線需要經過“三次握手”:

第一次握手:客戶端傳送syn包(syn=j)到伺服器,並進入SYN_SEND狀態,等待伺服器確認;

第二次握手:伺服器收到syn包,必須確認客戶的SYN(ack=j+1),同時自己也傳送一個SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此時伺服器進入SYN_RECV狀態;

第三次握手:客戶端收到伺服器的SYN+ACK包,向伺服器傳送確認包ACK(ack=k+1),此包傳送完畢,客戶端和伺服器進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手。

握 手過程中傳送的包裡不包含資料,三次握手完畢後,客戶端與伺服器才正式開始傳送資料。理想狀態下,TCP連線一旦建立,在通訊雙方中的任何一方主動關閉連 接之前,TCP 連線都將被一直保持下去。斷開連線時伺服器和客戶端均可以主動發起斷開TCP連線的請求,斷開過程需要經過“四次握手”(過程就不細寫了,就是伺服器和客 戶端互動,最終確定斷開)

2.2、HTTP連線

HTTP協議即超文字傳送協議(HypertextTransfer Protocol ),是Web聯網的基礎,也是手機聯網常用的協議之一,HTTP協議是建立在TCP協議之上的一種應用。

HTTP連線最顯著的特點是客戶端傳送的每次請求都需要伺服器回送響應,在請求結束後,會主動釋放連線。從建立連線到關閉連線的過程稱為“一次連線”。

1)在HTTP 1.0中,客戶端的每次請求都要求建立一次單獨的連線,在處理完本次請求後,就自動釋放連線。

2)在HTTP 1.1中則可以在一次連線中處理多個請求,並且多個請求可以重疊進行,不需要等待一個請求結束後再傳送下一個請求。

由 於HTTP在每次請求結束後都會主動釋放連線,因此HTTP連線是一種“短連線”,要保持客戶端程式的線上狀態,需要不斷地向伺服器發起連線請求。通常的 做法是即時不需要獲得任何資料,客戶端也保持每隔一段固定的時間向伺服器傳送一次“保持連線”的請求,伺服器在收到該請求後對客戶端進行回覆,表明知道客 戶端“線上”。若伺服器長時間無法收到客戶端的請求,則認為客戶端“下線”,若客戶端長時間無法收到伺服器的回覆,則認為網路已經斷開。

三、SOCKET原理

3.1、套接字(socket)概念

套接字(socket)是通訊的基石,是支援TCP/IP協議的網路通訊的基本操作單元。它是網路通訊過程中端點的抽象表示,包含進行網路通訊必須的五種資訊:連線使用的協議,本地主機的IP地址,本地程式的協議埠,遠地主機的IP地址,遠地程式的協議埠。

應 用層通過傳輸層進行資料通訊時,TCP會遇到同時為多個應用程式程式提供併發服務的問題。多個TCP連線或多個應用程式程式可能需要通過同一個 TCP協議埠傳輸資料。為了區別不同的應用程式程式和連線,許多計算機作業系統為應用程式與TCP/IP協議互動提供了套接字(Socket)介面。應 用層可以和傳輸層通過Socket介面,區分來自不同應用程式程式或網路連線的通訊,實現資料傳輸的併發服務。

3.2 、建立socket連線

建立Socket連線至少需要一對套接字,其中一個執行於客戶端,稱為ClientSocket,另一個執行於伺服器端,稱為ServerSocket。

套接字之間的連線過程分為三個步驟:伺服器監聽,客戶端請求,連線確認。

伺服器監聽:伺服器端套接字並不定位具體的客戶端套接字,而是處於等待連線的狀態,實時監控網路狀態,等待客戶端的連線請求。

客戶端請求:指客戶端的套接字提出連線請求,要連線的目標是伺服器端的套接字。為此,客戶端的套接字必須首先描述它要連線的伺服器的套接字,指出伺服器端套接字的地址和埠號,然後就向伺服器端套接字提出連線請求。

連 接確認:當伺服器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連線請求時,就響應客戶端套接字的請求,建立一個新的執行緒,把伺服器端套接字的描述發給客戶 端,一旦客戶端確認了此描述,雙方就正式建立連線。而伺服器端套接字繼續處於監聽狀態,繼續接收其他客戶端套接字的連線請求。

 3.3、SOCKET連線與TCP連線

建立Socket連線時,可以指定使用的傳輸層協議,Socket可以支援不同的傳輸層協議(TCP或UDP),當使用TCP協議進行連線時,該Socket連線就是一個TCP連線。

 3.4、Socket連線與HTTP連線

由 於通常情況下Socket連線就是TCP連線,因此Socket連線一旦建立,通訊雙方即可開始相互傳送資料內容,直到雙方連線斷開。但在實際網路應用 中,客戶端到伺服器之間的通訊往往需要穿越多箇中間節點,例如路由器、閘道器、防火牆等,大部分防火牆預設會關閉長時間處於非活躍狀態的連線而導致 Socket 連線斷連,因此需要通過輪詢告訴網路,該連線處於活躍狀態。

而HTTP連線使用的是“請求—響應”的方式,不僅在請求時需要先建立連線,而且需要客戶端向伺服器發出請求後,伺服器端才能回覆資料。

很 多情況下,需要伺服器端主動向客戶端推送資料,保持客戶端與伺服器資料的實時與同步。此時若雙方建立的是Socket連線,伺服器就可以直接將資料傳送給 客戶端;若雙方建立的是HTTP連線,則伺服器需要等到客戶端傳送一次請求後才能將資料傳回給客戶端,因此,客戶端定時向伺服器端傳送連線請求,不僅可以 保持線上,同時也是在“詢問”伺服器是否有新的資料,如果有就將資料傳給客戶端。

 待續。。

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