网络协议OSI、TCP/IP协议、Socket套接字和第三方As

2016-09-19 本文已影响490人 _方丈

一、网络协议定义

1.OSI参考模型:全称(Open System Interconnection), 开放式系统互联参考模型。是一个逻辑上的定义，一个规范，它把网络协议从逻辑上分为七层，只要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题，其最主要的功能是帮助不同类型的主句实现数据传输。

2.TCP/IP参考模型：ISO制定的OSI参考模型的过于庞大、复杂招致了许多批评。与此对照，由技术人员自己开发的TCP/IP协议栈获得了更为广泛的应用。

如图2-1所示，是TCP/IP参考模型和OSI参考模型的对比示意图。

图2-1　 TCP/IP参考模型

二、TCP/IP

OSI参考模型只做参考了解，我们主要学习TCP/IP模型中一些协议

socket1

在TCP/IP参考模型中，去掉了OSI参考模型中的会话层和表示层（这两层的功能被合并到应用层实现）。同时将OSI参考模型中的数据链路层和物理层合并为主机到网络层。下面，分别介绍各层的主要功能。

1、主机到网络层：实际上TCP/IP参考模型没有真正描述这一层的实现，只是要求能够提供给其上层-网络互连层一个访问接口，以便在其上传递IP分组。

由于这一层次未被定义，所以其具体的实现方法将随着网络类型的不同而不同。

2、网络互连层:网络互连层是整个TCP/IP协议栈的核心。

它的功能是把分组发往目标网络或主机。同时，为了尽快地发送分组，可能需要沿不同的路径同时进行分组传递。因此，分组到达的顺序和发送的顺序可能不同，这就需要上层必须对分组进行排序。　　　　
网络互连层定义了分组格式和协议，即IP协议（Internet Protocol）。　　　　
网络互连层除了需要完成路由的功能外，也可以完成将不同类型的网络（异构网）互连的任务。除此之外，网络互连层还需要完成拥塞控制的功能。

3、传输层 :在TCP/IP模型中，传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。在传输层定义了两种服务质量不同的协议。即：传输控制协议TCP（transmission control protocol）和用户数据报协议UDP（user datagram protocol）。

TCP协议是一个面向连接的、可靠的协议。它将一台主机发出的字节流无差错地发往互联网上的其他主机。在发送端，它负责把上层传送下来的字节流分成报文段并传递给下层。在接收端，它负责把收到的报文进行重组后递交给上层。TCP协议还要处理端到端的流量控制，以避免缓慢接收的接收方没有足够的缓冲区接收发送方发送的大量数据。　　　　
UDP协议是一个不可靠的、无连接协议，主要适用于不需要对报文进行排序和流量控制的场合。

4、应用层　TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。

应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。其中，有基于TCP协议的，如文件传输协议（File Transfer Protocol，FTP）、虚拟终端协议（TELNET）、超文本链接协议（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP），也有基于UDP协议的。

三、套接字（socket）概念###

1.套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。

应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个 TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

2 建立socket连接

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket。
套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。
1.服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。
2.客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。
3.连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

3、SOCKET连接与TCP连接

创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

四、第三方AsyncSock的使用

对于Socket的使用，iphone的标准推荐CFNetwork C库编程.但是编程比较烦躁。在其它OS往往用类来封装的对Socket函数的处理。比如MFC的CAsysncSocket.在iphone也有类似于开源项目.cocoa AsyncSocket库, 官方网站:http://code.google.com/p/cocoaasyncsocket/ 它用来简化 CFnetwork的调用.

一.在项目引入ASyncSocket库

1.下载ASyncSocket库源码
2.把ASyncSocket库源码加入项目：只需要增加RunLoop目录中的AsyncSocket.h、AsyncSocket.m、AsyncUdpSocket.h和AsyncUdpSocket.m四个文件。
3.在项目增加CFNetwork框架
在Framework目录右健,选择Add-->Existing Files... , 选择 CFNetwork.framework

二.TCP客户端

在controller头文件定义AsyncSocket对象

#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AsyncSocket.h"
 
[@interface](http://my.oschina.net/interface) HelloiPhoneViewController : UIViewController {
    UITextField    * textField;
    AsyncSocket * asyncSocket;
}
@property (retain, nonatomic) IBOutlet UITextField *textField;
- (IBAction) buttonPressed: (id)sender;
- (IBAction) textFieldDoneEditing: (id)sender;    
[@end](http://my.oschina.net/u/567204)

2.在需要联接地方使用connectToHost联接服务器
其中initWithDelegate的参数中self是必须。这个对象指针中的各个Socket响应的函数将被ASyncSocket所调用.

   asyncSocket = [[AsyncSocket alloc] initWithDelegate:self]; 
   NSError *err = nil; 
   if(![asyncSocket connectToHost:host on:port error:&err]) 
   { 
       NSLog(@"Error: %@", err); 
   }

3.增加Socket响应事件
因为initWithDelegate把将当前对象传递进去，这样只要在当前对象方法实现相应方法.

4.关于NSData对象
无论SOCKET收发都采用NSData对象.它的定义是
http://developer.apple.com/library/mac/#documentation/Cocoa/Reference/Foundation/Classes/NSData_Class/Reference/Reference.html
NSData主要是带一个(id)data指向的数据空间和长度 length.
NSString 转换成NSData 对象

  NSData* xmlData = [@"testdata" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
  //NSData 转换成NSString对象
  NSData * data;
  NSString *result = [[NSString alloc] initWithData:data  encoding:NSUTF8StringEncoding];

5.发送数据
AsyncSocket writeData 方法来发送数据，它有如下定义
- (void)writeData:(NSData *)data withTimeout:(NSTimeInterval)timeout tag:(long)tag;

以下是一个实例语句.

 NSData* aData= [@"test data" dataUsingEncoding: NSUTF8StringEncoding];
  [sock writeData:aData withTimeout:-1 tag:1];

//在onSocket重载函数，有如定义采用是专门用来处理SOCKET的发送数据的：
-(void)onSocket(AsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag
{
      NSLog(@"thread(%),onSocket:%p didWriteDataWithTag:%d",[[NSThread currentThread] name],
     sock,tag);
}

6.接收Socket数据.
在onSocket重载函数，有如定义采用是专门用来处理SOCKET的接收数据的.

-(void) onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag{
    //在中间将其转换成NSString进行显示.
    NSString* aStr = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding]; 
    NSLog(@"===%@",aStr); 
}
```