socket（套接字）是通信的基石，是支持TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元，包含進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信必須的五種信息：連接使用的協(xié)議，本地主機(jī)的IP地址，本地進(jìn)程的協(xié)議端口，遠(yuǎn)地主機(jī)的IP地址，遠(yuǎn)地進(jìn)程的協(xié)議端口。

多個(gè)TCP連接或多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程可能需要通過同一個(gè)TCP協(xié)議端口傳輸數(shù)據(jù)。為了區(qū)別不同的應(yīng)用程序進(jìn)程和連接，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)為應(yīng)用程序與TCP/IP協(xié)議交互提供了套接字(Socket)接口。應(yīng)用層可以和傳輸層通過Socket接口，區(qū)分來自不同應(yīng)用程序進(jìn)程或網(wǎng)絡(luò)連接的通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務(wù)。

建立Socket連接至少需要一對(duì)套接字，其中一個(gè)運(yùn)行于客戶端，稱為ClientSocket，另一個(gè)運(yùn)行于服務(wù)器端，稱為ServerSocket。套接字之間的連接過程分為三個(gè)步驟：服務(wù)器監(jiān)聽，客戶端請(qǐng)求，連接確認(rèn)。

Socket可以支持不同的傳輸層協(xié)議（TCP或UDP），當(dāng)使用TCP協(xié)議進(jìn)行連接時(shí)，該Socket連接就是一個(gè)TCP連接,UDP連接同理。

網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議由下往上分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。其中物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層通常被稱作媒體層，是網(wǎng)絡(luò)工程師所研究的對(duì)象；傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層則被稱作主機(jī)層，是用戶所面向和關(guān)心的內(nèi)容。

HTTP協(xié)議對(duì)應(yīng)于應(yīng)用層，TCP協(xié)議對(duì)應(yīng)于傳輸層，IP協(xié)議對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層，HTTP協(xié)議是基于TCP連接的,三者本質(zhì)上沒有可比性。 TCP/IP是傳輸層協(xié)議，主要解決數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸；而HTTP是應(yīng)用層協(xié)議，主要解決如何包裝數(shù)據(jù)。Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，是它的一組接口。

網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議

TCP/IP五層模型

TCP/IP五層模型的協(xié)議分為：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。中繼器、集線器、還有我們通常說的雙絞線也工作在物理層；網(wǎng)橋（現(xiàn)已很少使用）、以太網(wǎng)交換機(jī)（二層交換機(jī)）、網(wǎng)卡（其實(shí)網(wǎng)卡是一半工作在物理層、一半工作在數(shù)據(jù)鏈路層）在數(shù)據(jù)鏈路層；路由器、三層交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)層；傳輸層主要是四層交換機(jī)、也有工作在四層的路由器。

TCP/IP協(xié)議中的應(yīng)用層處理七層模型中的第五層、第六層和第七層的功能。TCP/IP協(xié)議中的傳輸層并不能總是保證在傳輸層可靠地傳輸數(shù)據(jù)包，而七層模型可以做到。TCP/IP協(xié)議還提供一項(xiàng)名為UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）的選擇。UDP不能保證可靠的數(shù)據(jù)包傳輸。

對(duì)應(yīng)關(guān)系

• TCP：面向連接、傳輸可靠(保證數(shù)據(jù)正確性,保證數(shù)據(jù)順序)、用于傳輸大量數(shù)據(jù)(流模式)、速度慢，建立連接需要開銷較多(時(shí)間，系統(tǒng)資源)。

• UDP：面向非連接、傳輸不可靠、用于傳輸少量數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)包模式)、速度快。

TCP是一種流模式的協(xié)議，UDP是一種數(shù)據(jù)報(bào)模式的協(xié)議。

在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，可以只使用傳輸層（TCP/IP），但是那樣的話，由于沒有應(yīng)用層，便無法識(shí)別數(shù)據(jù)內(nèi)容，如果想要使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有意義，則必須使用應(yīng)用層協(xié)議（HTTP、FTP、TELNET等），也可以自己定義應(yīng)用層協(xié)議。

WEB使用HTTP作傳輸層協(xié)議，以封裝HTTP文本信息，然后使用TCP/IP做傳輸層協(xié)議將它發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。Socket是對(duì)TCP/IP協(xié)議的封裝，Socket本身并不是協(xié)議，而是一個(gè)調(diào)用接口（API），通過Socket，我們才能使用TCP/IP協(xié)議。

Socket的位置

TCP連接

要想明白Socket連接，先要明白TCP連接。手機(jī)能夠使用聯(lián)網(wǎng)功能是因?yàn)槭謾C(jī)底層實(shí)現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議，可以使手機(jī)終端通過無線網(wǎng)絡(luò)建立TCP連接。TCP協(xié)議可以對(duì)上層網(wǎng)絡(luò)提供接口，使上層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸建立在“無差別”的網(wǎng)絡(luò)之上。

建立起一個(gè)TCP連接需要經(jīng)過“三次握手”：

第一次握手：客戶端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器，并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器確認(rèn)；

第二次握手：服務(wù)器收到syn包，必須確認(rèn)客戶的SYN（ack=j+1），同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)；

第三次握手：客戶端收到服務(wù)器的SYN＋ACK包，向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1)，此包發(fā)送完畢，客戶端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，完成三次握手。

三次握手(Three-way Handshake)即建立一個(gè)TCP連接時(shí)，需要客戶端和服務(wù)器總共發(fā)送3個(gè)包。三次握手的目的是連接服務(wù)器指定端口，建立TCP連接,并同步連接雙方的序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)并交換TCP 窗口大小信息。在socket編程中，客戶端執(zhí)行connect()時(shí),將觸發(fā)三次握手。

三次握手

握手過程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)，三次握手完畢后，客戶端與服務(wù)器才正式開始傳送數(shù)據(jù)。理想狀態(tài)下，TCP連接一旦建立，在通信雙方中的任何一方主動(dòng)關(guān)閉連接之前，TCP 連接都將被一直保持下去。斷開連接時(shí)服務(wù)器和客戶端均可以主動(dòng)發(fā)起斷開TCP連接的請(qǐng)求，斷開過程需要經(jīng)過“四次握手”。

TCP連接的拆除需要發(fā)送四個(gè)包，因此稱為四次握手(four-way handshake)。在socket編程中，任何一方執(zhí)行close()操作即可產(chǎn)生握手（有地方稱為“揮手”）操作。

TCP連接的拆除

之所以有“三次握手”和“四次握手”的區(qū)別，是因?yàn)檫B接時(shí)當(dāng)Server端收到Client端的SYN連接請(qǐng)求報(bào)文后，可以直接發(fā)送SYN+ACK報(bào)文。其中ACK報(bào)文是用來應(yīng)答的，SYN報(bào)文是用來同步的。但是關(guān)閉連接時(shí)，當(dāng)Server端收到FIN報(bào)文時(shí)，很可能并不會(huì)立即關(guān)閉SOCKET，所以只能先回復(fù)一個(gè)ACK報(bào)文，告訴Client端，”你發(fā)的FIN報(bào)文我收到了”。只有等到我Server端所有的報(bào)文都發(fā)送完了，我才能發(fā)送FIN報(bào)文，因此不能一起發(fā)送。故需要四步握手。

HTTP連接

HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(HypertextTransfer Protocol )，是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是手機(jī)聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一，HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應(yīng)用。

HTTP連接最顯著的特點(diǎn)是客戶端發(fā)送的每次請(qǐng)求都需要服務(wù)器回送響應(yīng)，在請(qǐng)求結(jié)束后，會(huì)主動(dòng)釋放連接。從建立連接到關(guān)閉連接的過程稱為“一次連接”。因此HTTP連接是一種“短連接”，要保持客戶端程序的在線狀態(tài)，需要不斷地向服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求。若服務(wù)器長時(shí)間無法收到客戶端的請(qǐng)求，則認(rèn)為客戶端“下線”，若客戶端長時(shí)間無法收到服務(wù)器的回復(fù)，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開。在HTTP 1.0中，客戶端的每次請(qǐng)求都要求建立一次單獨(dú)的連接，在處理完本次請(qǐng)求后，就自動(dòng)釋放連接。在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個(gè)請(qǐng)求，并且多個(gè)請(qǐng)求可以重疊進(jìn)行，不需要等待一個(gè)請(qǐng)求結(jié)束后再發(fā)送下一個(gè)請(qǐng)求。

HTTPS（Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全為目標(biāo)的HTTP通道，是HTTP的安全版。 在HTTP下加入SSL層，HTTPS的安全基礎(chǔ)是SSL，因此加密的詳細(xì)內(nèi)容就需要SSL。 HTTPS存在不同于HTTP的默認(rèn)端口及一個(gè)加密/身份驗(yàn)證層（在HTTP與TCP之間）。HTTP協(xié)議以明文方式發(fā)送內(nèi)容，不提供任何方式的數(shù)據(jù)加密，如果攻擊者截取了Web瀏覽器和網(wǎng)站服務(wù)器之間的傳輸報(bào)文，就可以直接讀懂其中的信息，因此HTTP協(xié)議不適合傳輸一些敏感信息。

https協(xié)議需要到ca申請(qǐng)證書；http是超文本傳輸協(xié)議，信息是明文傳輸，https 則是具有安全性的ssl加密傳輸協(xié)議；http和https使用的是完全不同的連接方式，用的端口也不一樣，前者是80，后者是443；http的連接很簡單，是無狀態(tài)的，HTTPS協(xié)議是由SSL+HTTP協(xié)議構(gòu)建的可進(jìn)行加密傳輸、身份認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

HTTPS

Socket連接與HTTP連接的不同

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(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容，直到雙方連接斷開。但在實(shí)際應(yīng)用中，客戶端到服務(wù)器之間的通信防火墻默認(rèn)會(huì)關(guān)閉長時(shí)間處于非活躍狀態(tài)的連接而導(dǎo)致 Socket 連接斷連，因此需要通過輪詢告訴網(wǎng)絡(luò)，該連接處于活躍狀態(tài)。

而HTTP連接使用的是“請(qǐng)求—響應(yīng)”的方式，不僅在請(qǐng)求時(shí)需要先建立連接，而且需要客戶端向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求后，服務(wù)器端才能回復(fù)數(shù)據(jù)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的网络七层协议 五层模型 TCP连接 HTTP连接 socket套接字的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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