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TCP HTTP SOCKET

阿新 • • 發佈：2018-02-12
等待 實時監控 end 請求 應用程序 knowledge 發出 num 指針

1、TCP連接 TCP(Transmission Control Protocol) 傳輸控制協議。TCP是主機對主機層的傳輸控制協議，提供可靠的連接服務，采用三次握確認建立一個連接。位碼即tcp標誌位，有6種 標示:SYN(synchronous建立聯機) ACK(acknowledgement 確認) PSH(push傳送) FIN(finish結束) RST(reset重置) URG(urgent緊急)Sequence number(順序號碼) Acknowledge number(確認號碼)。 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絡建立TCP連接。TCP協議可以對上層網絡提供接口，使上層網絡數據的傳輸建立在“無差別”的網絡之上。建立起一個TCP連接需要經過“三次握手”：
第一次握手：客戶端發送syn包(syn=j)到服務器，並進入SYN_SEND狀態，等待服務器確認； 第二次握手：服務器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=j+1），同時自己也發送一個SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態； 第三次握手：客戶端收到服務器的SYN＋ACK包，向服務器發送確認包ACK(ack=k+1)，此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手。握手完成後，兩臺主機開始傳輸數據了。 技術分享圖片 握手過程中傳送的包裏不包含數據，三次握手完畢後，客戶端與服務器才正式開始傳送數據。理想狀態下，TCP連接一旦建立，在通信雙方中的任何一方主動關閉連接之前，TCP 連接都將被一直保持下去。斷開連接時服務器和客戶端均可以主動發起斷開TCP連接的請求，斷開過程需要經過“四次握手”（過程就不細寫了，就是服務器和客戶端交互，最終確定斷開）。
實例一: IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: S 3626544836:3626544836 IP 192.168.1.123.7788 > 192.168.1.116.3337: S 1739326486:1739326486 ack 3626544837 IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: ack 1739326487,ack 1 第一次握手：192.168.1.116發送位碼syn＝1,隨機產生seq number=3626544836的數據包到192.168.1.123,192.168.1.123由SYN=1知道192.168.1.116要求建立聯機;
第二次握手：192.168.1.123收到請求後要確認聯機信息，向192.168.1.116發送ack number=3626544837,syn=1,ack=1,隨機產生seq=1739326486的包; 第三次握手：192.168.1.116收到後檢查ack number是否正確，即第一次發送的seq number+1,以及位碼ack是否為1，若正確，192.168.1.116會再發送ack number=1739326487,ack=1，192.168.1.123收到後確認seq=seq+1,ack=1則連接建立成功。 實例二: TCP的作用是流量控制，主要是控制數據流的傳輸。下面以瀏覽網頁為例，根據自身理解來解釋一下這個過程。（註：第二個ack屬於代碼段ack位） pc瀏覽服務器網頁此過程不包括域名查詢，只描述TCP與http數據流的變化。 pc與http服務器進行三次握手來建立連接。 1.pc：seq=0 ack=0 syn=1 ack=0 發送給服務器建立同步請求。 2.server： seq=0 ack=1 syn=1 ack=1 發送給客戶端建立同步響應. 3.pc:seq=1 ack=1 syn=0 ack=1 發送給服務器,三次握手完成建立同步信息成功. 4.pc產生http數據消息,向服務器發送get請求. 5.服務器收到請求並發送TCP確認,然後發送http數據信息給客戶端的瀏覽器. 6.客戶端收到服務器的http信息,然後發送TCP確認信息給服務器. 7.客戶端發送FIN+ACK給服務器,要求結束數據傳輸. 8.服務器發送TCP確認消息用於確認pc的TCP的FIN消息 9.服務器向客戶端發送FIN+ACK消息用於結束TCP會話. 10.客戶端發送確認信息給服務器,整個會話結束. 2、HTTP連接 HTTP協議即超文本傳送協議(Hypertext Transfer 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連接最顯著的特點是客戶端發送的每次請求都需要服務器回送響應，在請求結束後，會主動釋放連接。從建立連接到關閉連接的過程稱為“一次連接”。 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接，在處理完本次請求後，就自動釋放連接。 2）在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個請求，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發送下一個請求。 由於HTTP在每次請求結束後都會主動釋放連接，因此HTTP連接是一種“短連接”，要保持客戶端程序的在線狀態，需要不斷地向服務器發起連接請求。通常的做法是即時不需要獲得任何數據，客戶端也保持每隔一段固定的時間向服務器發送一次“保持連接”的請求，服務器在收到該請求後對客戶端進行回復，表明知道 客戶端“在線”。若服務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服務器的回復，則認為網絡已經斷開。 3、SOCKET原理 3.1 套接字（socket）概念 套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP協議的網絡通信的基本操作單元。它是網絡通信過程中端點的抽象表示，包含進行網絡通信必須的五種信息：連接使用的協議，本地主機的IP地址，本地進程的協議端口，遠地主機的IP地址，遠地進程的協議口。 應用層通過傳輸層進行數據通信時，TCP會遇到同時為多個應用程序進程提供並發服務的問題。多個TCP連接或多個應用程序進程可能需要通過同一個 TCP協議端口傳輸數據。為了區別不同的應用程序進程和連接，許多計算機操作系統為應用程序與TCP／IP協議交互提供了套接字(Socket)接口。應用層可以和傳輸層通過Socket接口，區分來自不同應用程序進程或網絡連接的通信，實現數據傳輸的並發服務。 3.2 建立socket連接 建立Socket連接至少需要一對套接字，其中一個運行於客戶端，稱為ClientSocket ，另一個運行於服務器端，稱為ServerSocket 。 套接字之間的連接過程分為三個步驟：服務器監聽，客戶端請求，連接確認。 服務器監聽：服務器端套接字並不定位具體的客戶端套接字，而是處於等待連接的狀態，實時監控網絡狀態，等待客戶端的連接請求。 客戶端請求：指客戶端的套接字提出連接請求，要連接的目標是服務器端的套接字。為此，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務器的套接字，指出服務器端套接字的地址和端口號，然後就向服務器端套接字提出連接請求。 連接確認：當服務器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時，就響應客戶端套接字的請求，建立一個新的線程，把服務器端套接字的描述發 給客戶端，一旦客戶端確認了此描述，雙方就正式建立連接。而服務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接請求。 4、SOCKET連接與TCP連接 創建Socket連接時，可以指定使用的傳輸層協議，Socket可以支持不同的傳輸層協議（TCP或UDP），當使用TCP協議進行連接時，該Socket連接就是一個TCP連接。 5、Socket連接與HTTP連接 由於通常情況下Socket連接就是TCP連接，因此Socket連接一旦建立，通信雙方即可開始相互發送數據內容，直到雙方連接斷開。但在實際網絡應用中，客戶端到服務器之間的通信往往需要穿越多個中間節點，例如路由器、網關、防火墻等，大部分防火墻默認會關閉長時間處於非活躍狀態的連接而導致 Socket 連接斷連，因此需要通過輪詢告訴網絡，該連接處於活躍狀態。而HTTP連接使用的是“請求—響應”的方式，不僅在請求時需要先建立連接，而且需要客戶端向服務器發出請求後，服務器端才能回復數據。 很多情況下，需要服務器端主動向客戶端推送數據，保持客戶端與服務器數據的實時與同步。此時若雙方建立的是Socket連接，服務器就可以直接將數據傳送給客戶端；若雙方建立的是HTTP連接，則服務器需要等到客戶端發送一次請求後才能將數據傳回給客戶端，因此，客戶端定時向服務器端發送連接請求，不僅可以保持在線，同時也是在“詢問”服務器是否有新的數據，如果有就將數據傳給客戶端。 6、IP協議 IP是英文Internet Protocol（網絡之間互連的協議）的縮寫，中文簡稱為“網協”，也就是為計算機網絡相互連接進行通信而設計的協議。在因特網中，它是能使連接到網上的所有計算機網絡實現相互通信的一套規則，規定了計算機在因特網上進行通信時應當遵守的規則。任何廠家生產的計算機系統，只要遵守 IP協議就可以與因特網互連互通。IP地址具有唯一性，根據用戶性質的不同，可以分為5類。另外，IP還有進入防護，知識產權，指針寄存器等含義。 IP是怎樣實現網絡互連設備，如以太網、分組交換網等，它們相互之間不能互通，不能互通的主要原因是因為它們所傳送數據的基本單元（技術上稱之為“幀”）的格式不同。IP協議實際上是一套由軟件、程序組成的協議軟件，它把各種不同“幀”統一轉換成“IP數據包”格式，這種轉換是因特網的一個最重要的特點，使所有各種計算機都能在因特網上實現互通，即具有“開放性”的特點。 IP協議中還有一個非常重要的內容，那就是給因特網上的每臺計算機和其它設備都規定了一個唯一的地址，叫做“IP 地址”。由於有這種唯一的地址，才保證了用戶在連網的計算機上操作時，能夠高效而且方便地從千千萬萬臺計算機中選出自己所需的對象來。如今電信網正在與 IP網走向融合，以IP為基礎的新技術是熱門的技術，如用IP網絡傳送話音的技術（即VoIP）就很熱門，其它如IP overATM、IPoverSDH、IP over WDM等等，都是IP技術的研究重點。

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