socket

socket在哪里?

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socket是什么?
socket是應用層與TCP/IP協議通信的中間軟件抽象層,它是一組接口,它把復雜的TCP/IP協議隱藏在socket接口后面

TCP連接

想要明白socket連接,先要明白TCP連接。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包到服務器,并進入syn_send狀態,等待服務器確認
第二次握手:服務器收到syn包,必須確認客戶端的syn(ack=j+1),同時自己也發送一個syn包,此時服務器進入syn_receive狀態
第三次握手:客戶端收到服務器的syn包,向服務器發送確認包ack,發送完畢,客戶端和服務器進入established(已建立)狀態。

TCP連接一旦建立,在通信雙方中的任何一方主動關閉之前,TCP連接都將一直保持下去。

HTTP連接

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,在請求結束后,會主動釋放連接。

HTTP1.1中可以在一次連接中處理多個請求,并且多個請求可以重疊進行,不需要等待一個請求結束后再發送下一個請求。

由于HTTP在每次請求結束后都會主動釋放連接,因此HTTP連接是一種“短連接”,要保持客戶端程序的在線狀態,需要不斷的向服務器發起連接請求,通常的做法是,即使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后對客戶端進行回復,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。

socket原理

套接字概念

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IP地址,本地進程協議端口,遠程主機IP地址,遠程進程的協議端口。

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并發服務的問題。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或網絡連接的通信,實現數據傳輸的并發服務。

建立socket連接

建立socket連接,至少需要一對套接字,ClientSocket,ServerSocket.
套接字之間的連接分三個步驟:服務器監聽,客戶端請求,連接確認

服務器監聽:服務器端套接字并不定位具體的客戶端套接字,而是處于等待連接的狀態,時時監控網絡狀態,等待客戶端的連接請求。
客戶端請求: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,然后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于監聽狀態,繼續接受其他客戶端套接字的連接請求。

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。

socket連接與HTTP連接

由于通常情況下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。但是實際網絡應用中,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于非活躍狀態的連接而導致socket連接斷開,因此需要通過輪詢告訴網絡,該連接處于活躍狀態。
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后,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。因此若雙方建立的是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客戶端發送一次請求后才能將數據傳回給客戶端,因此,客戶端定時向服務器發送連接請求,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,如果有就將數據傳送給客戶端。

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