Socket编程(网络协议一)

“我们在传输数据时，可以只使用(传输层)TCP/IP协议，但是那样的话，如果没有应用层，便无法识别数据内容“

TCP/IP只是一个协议栈，就像程序运行一样，必须要实现运行，同时还要提供对外的操作接口

网络从下往上分为

物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。IP协议对应于网络层，TCP协议对应于传输层，而HTTP协议对应于应用层，

应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等，也可以自己定义应用层协议。

通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议；实际上，Socket跟TCP/IP协议没有必然的联系。

Socket编程接口在设计的时候，希望也能适应其他的网络协议。

所以说，Socket的出现只是使得程序员方便地使用TCP/IP协议，是对TCP/IP协议的抽象，从而形成了一些基本的函数接口，比如create、listen、connect、accept、send、read和write等等。

实际上，传输层的TCP是基于网络层的IP协议的，而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的，而Socket本身不算是协议，就像上面所说，它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。

一、什么是TCP连接的三次握手

第一次握手：客户端发送syn包(synchronous 同步的； sɪŋkrənəs, syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认;

第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN(ack=j+1)，同时自己也发送一个SYN包(syn=k)，即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态;

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。

理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。

服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接请求，断开过程需要经过“四次握手”，最终确定断开。

二、利用Socket建立网络连接的步骤

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/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。

三、HTTP链接的特点

HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol )，是Web联网的基础，也是手机联网常用的协议之一，HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

四、TCP和UDP的区别

1、TCP是面向链接的，虽然说网络的不安全不稳定特性决定了多少次握手都不能保证连接的可靠性，但TCP的三次握手在最低限度上(实际上也很大程度上保证了)保证了连接的可靠性;

而UDP不是面向连接的，UDP传送数据前并不与接收方建立连接，接收方也不发送确认信号，发送端不知道数据是否会正确接收，也不重发，所以说UDP是无连接的、不可靠的一种数据传输协议。

2、由1描述的特点，使得UDP的开销更小、数据传输速率更高，因为不必进行收发数据的确认，所以UDP的实时性更好。

知道了TCP和UDP的区别，就不难理解为何采用TCP传输协议的MSN比采用UDP的QQ传输文件慢了，但并不能说QQ的通信是不安全的，

因为程序员可以手动对UDP的数据收发进行验证，比如发送方对每个数据包进行编号然后由接收方进行验证。

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