一、OSI 網(wǎng)絡(luò)七層模型

第一層：應(yīng)用層，定義了用于在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信和傳輸數(shù)據(jù)的接口；（Http協(xié)議位于該層）

第二層：表示層，定義不同系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸格式，編碼和解碼規(guī)范等；

第三層：會(huì)話(huà)層，管理用戶(hù)的會(huì)話(huà)，控制用戶(hù)間邏輯連接的建立和中斷；

第四層：傳輸層，管理著網(wǎng)絡(luò)中端到端的數(shù)據(jù)傳輸；（Tcp協(xié)議位于該層）

第五層：網(wǎng)絡(luò)層，定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間如何傳輸數(shù)據(jù)；（IP位于該層）

第六層：鏈路層，將上面的網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包封裝成數(shù)據(jù)幀，便于物理層傳輸；

第七層：物理層，這一層主要就是傳輸這些二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

二、TCP連接

建立起一個(gè)TCP連接需要經(jīng)過(guò)“三次握手”：

• 第一次握手：客戶(hù)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(hù)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(hù)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(hù)端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，完成三次握手。

握手過(guò)程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)，三次握手完畢后，客戶(hù)端與服務(wù)器才正式開(kāi)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(kāi)連接時(shí)服務(wù)器和客戶(hù)端均可以主動(dòng)發(fā)起斷開(kāi)TCP連接的請(qǐng)求。

SYN攻擊就是利用三次握手的第二次握手時(shí)進(jìn)行的，這時(shí)候服務(wù)器處于SYN_RECV狀態(tài)，等待客戶(hù)端進(jìn)行確認(rèn)ACK，SYN會(huì)偽造不存在的源IP，就會(huì)有大量的鏈接處于等待或重試發(fā)送SYN+ACK包，導(dǎo)致該階段隊(duì)列持續(xù)增長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)正常請(qǐng)求被丟棄。

三、HTTP連接

HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(Hypertext Transfer 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(hù)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(guò)程稱(chēng)為“一次連接”。

由于HTTP在每次請(qǐng)求結(jié)束后都會(huì)主動(dòng)釋放連接，因此HTTP連接是一種“短連接”。

要保持客戶(hù)端程序的在線(xiàn)狀態(tài)，需要不斷地向服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求，通常情況下即使不需要獲得任何數(shù)據(jù)，客戶(hù)端也保持每隔一段固定的時(shí)間向服務(wù)器發(fā)送一次“保持連接”的請(qǐng)求，服務(wù)器在收到該請(qǐng)求后對(duì)客戶(hù)端進(jìn)行回復(fù)，表明知道客戶(hù)端“在線(xiàn)”。若服務(wù)器長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法收到客戶(hù)端的請(qǐng)求，則認(rèn)為客戶(hù)端“下線(xiàn)”，若客戶(hù)端長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法收到服務(wù)器的回復(fù)，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開(kāi)。

四、SOCKET連接與HTTP連接

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(kāi)始相互發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容，直到雙方連接斷開(kāi)。但在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，客戶(hù)端到服務(wù)器之間的通信往往需要穿越多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，例如路由器、網(wǎng)關(guān)、防火墻等，大部分防火墻默認(rèn)會(huì)關(guān)閉長(zhǎng)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(guò)輪詢(xún)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(hù)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)。

很多情況下，需要服務(wù)器端主動(dòng)向客戶(hù)端推送數(shù)據(jù)，保持客戶(hù)端與服務(wù)器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)與同步。此時(shí)若雙方建立的是Socket連接，服務(wù)器就可以直接將數(shù)據(jù)傳送給客戶(hù)端；若雙方建立的是HTTP連接，則服務(wù)器需要等到客戶(hù)端發(fā)送一次請(qǐng)求后才能將數(shù)據(jù)傳回給客戶(hù)端，因此，客戶(hù)端定時(shí)向服務(wù)器端發(fā)送連接請(qǐng)求，不僅可以保持在線(xiàn)，同時(shí)也是在“詢(xún)問(wèn)”服務(wù)器是否有新的數(shù)據(jù)，如果有就將數(shù)據(jù)傳給客戶(hù)端。

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五、SOCKET連接與TCP/IP連接

創(chuàng)建Socket連接時(shí)，可以指定使用的傳輸層協(xié)議，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。

socket則是對(duì)TCP/IP協(xié)議的封裝和應(yīng)用（程序員層面上）。也可以說(shuō)，TPC/IP協(xié)議是傳輸層協(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)。

關(guān)于TCP/IP和HTTP協(xié)議的關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)有一段比較容易理解的介紹：

在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，可以只使用（傳輸層）TCP/IP協(xié)議，但是那樣的話(huà)，如果沒(méi)有應(yīng)用層，便無(wú)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，則必須使用到應(yīng)用層協(xié)議，應(yīng)用層協(xié)議有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等，也可以自己定義應(yīng)用層協(xié)議。WEB使用HTTP協(xié)議作應(yīng)用層協(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)到網(wǎng)絡(luò)上。

平時(shí)說(shuō)的最多的socket是什么呢，實(shí)際上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(guò)Socket，才能使用TCP/IP協(xié)議。

實(shí)際上，Socket跟TCP/IP協(xié)議沒(méi)有必然的聯(lián)系。Socket編程接口在設(shè)計(jì)的時(shí)候，就希望也能適應(yīng)其他的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所以說(shuō)，Socket的出現(xiàn) 只是使得程序員更方便地使用TCP/IP協(xié)議棧而已，是對(duì)TCP/IP協(xié)議的抽象，從而形成了一些最基本的函數(shù)接口，比如create、 listen、connect、accept、send、read和write等等。

TCP/IP只是一個(gè)協(xié)議棧，就像操作系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制一樣，必須要具體實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還要提供對(duì)外的操作接口。這個(gè)就像操作系統(tǒng)會(huì)提供標(biāo)準(zhǔn)的編程接口，比如win32編程接口一樣，TCP/IP也要提供可供程序員做網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)所用的接口，這就是Socket編程接口。

實(shí)際上，傳輸層TCP是基于網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議的，而應(yīng)用層HTTP協(xié)議又是基于傳輸層TCP協(xié)議的，而Socket本身不算是協(xié)議，就像上面所說(shuō)，它只是提供了一個(gè)針對(duì)TCP或者UDP編程的接口。

總結(jié)：

• HTTP是應(yīng)用層協(xié)議，定義的是傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)容以及格式的規(guī)范。
• TCP是底層通訊協(xié)議，定義的是數(shù)據(jù)傳輸和連接方式的規(guī)范。
• Socket可以支持不同的傳輸層協(xié)議（TCP/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，Socket是發(fā)動(dòng)機(jī)，提供了網(wǎng)絡(luò)通信的能力

六、什么是單工、半雙工、全雙工通信？

• 單工：信息只能單向傳送；
• 半雙工：信息能雙向傳送但不能同時(shí)雙向傳送；
• 全雙工：信息能夠同時(shí)雙向傳送。

七、WebSocket與Socket的關(guān)系

Socket其實(shí)并不是一個(gè)協(xié)議，而是為了方便使用TCP/UDP而抽象出來(lái)的一層，是位于應(yīng)用層和傳輸控制層之間的一組接口。

Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口，提供一套調(diào)用TCP/IP協(xié)議的API。在設(shè)計(jì)模式中，Socket其實(shí)就是一個(gè)門(mén)面模式，它把復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議族隱藏在Socket接口后面，對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，一組簡(jiǎn)單的接口就是全部，讓Socket去組織數(shù)據(jù)，以符合指定的協(xié)議。

當(dāng)兩臺(tái)主機(jī)通信時(shí)，必須通過(guò)Socket連接，Socket則利用TCP/IP協(xié)議建立TCP連接。TCP連接則更依靠于底層的IP協(xié)議，IP協(xié)議的連接則依賴(lài)于鏈路層等更低層次。

WebSocket就像HTTP一樣，是一個(gè)典型的應(yīng)用層協(xié)議。

總結(jié)：

• Socket是傳輸控制層接口，WebSocket是應(yīng)用層協(xié)議。

八、WebSocket與HTTP的關(guān)系

WebSocket是HTML5規(guī)范提出的一種協(xié)議。HTML5 Web Sockets規(guī)范定義了Web Sockets API，支持頁(yè)面使用Web Socket協(xié)議與遠(yuǎn)程主機(jī)進(jìn)行全雙工的通信。它引入了WebSocket接口并且定義了一個(gè)全雙工的通信通道，通過(guò)一個(gè)單一的套接字在Web上進(jìn)行操作。

HTML5 Web Sockets以最小的開(kāi)銷(xiāo)高效地提供了Web連接。相較于經(jīng)常需要使用推送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)到客戶(hù)端甚至通過(guò)維護(hù)兩個(gè)HTTP連接來(lái)模擬全雙工連接的舊的輪詢(xún)或長(zhǎng)輪詢(xún)（Comet）來(lái)說(shuō)，這就極大的減少了不必要的網(wǎng)絡(luò)流量與延遲。

相同點(diǎn)：

• 都是一樣基于TCP的，都是可靠性傳輸協(xié)議。
• 都是應(yīng)用層協(xié)議。

不同點(diǎn)：

• WebSocket是雙向通信協(xié)議，模擬Socket協(xié)議，可以雙向發(fā)送或接受信息。HTTP是單向的。
• WebSocket是需要瀏覽器和服務(wù)器握手進(jìn)行建立連接的。而http是瀏覽器發(fā)起向服務(wù)器的連接，服務(wù)器預(yù)先并不知道這個(gè)連接。

聯(lián)系：

• WebSocket在建立握手時(shí)，數(shù)據(jù)是通過(guò)HTTP傳輸?shù)?。但是建立之后，在真正傳輸時(shí)候是不需要HTTP協(xié)議的。

WebSocket連接的過(guò)程：

總結(jié)：

• 在WebSocket中，只需要服務(wù)器和瀏覽器通過(guò)HTTP協(xié)議進(jìn)行一個(gè)握手的動(dòng)作，然后單獨(dú)建立一條TCP通信通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。