[网络] SOCKET， TCP/UDP, HTTP, FTP

（一）TCP/UDP,SOCKET,HTTP,FTP简析

TCP/IP是个协议组，可分为三个层次：网络层、传输层和应用层：

网络层：IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议和BOOTP协议

传输层：TCP协议与UDP协议

应用层：FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS等协议

HTTP是应用层协议，其传输都是被包装成TCP协议传输。能够用SOCKET实现HTTP。

SOCKET是实现传输层协议的一种编程API，能够是TCP。也能够是UDP。

（二）Socket连接与HTTP连接差别

【Socket】

    因为通常情况下Socket连接就是TCP连接，因此Socket连接一旦建立。通信两方就可以開始相互发送数据内容。直到两方连接断开。但在实际网络应用中，client到server之间的通信往往须要穿越多个中间节点。比如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致 Socket 连接断连，因此须要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。

【Http】

    HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时须要先建立连接，并且须要client向server发出请求后，server端才干回复数据。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”。

因为HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接。因此HTTP连接是一种“短连接”，要保持client程序的在线状态，须要不断地向server发起连接请求。通常的做法是即时不须要获得不论什么数据，client也保持每隔一段固定的时间向server发送一次“保持连接”的请求，server在收到该请求后对client进行回复，表明知道client“在线”。若server长时间无法收到client的请求，则觉得client“下线”，若client长时间无法收到server的回复。则觉得网络已经断开。

HTTP协议是建立在请求/响应模型上的。首先由客户建立一条与server的TCP链接，并发送一个请求到server。请求中包括请求方法、URI、协议版本号以及相关的MIME样式的消息。

server响应一个状态行，包括消息的协议版本号、一个成功和失败码以及相关的MIME式样的消息。

【适用情况】

    非常多情况下。须要server端主动向client推送数据，保持client与server数据的实时与同步。此时若两方建立的是Socket连接。server就能够直接将数据传送给client；

    若两方建立的是HTTP连接。则server须要等到client发送一次请求后才干将数据传回给client，因此，client定时向server端发送连接请求。不仅能够保持在线，同一时候也是在“询问”server是否有新的数据，假设有就将数据传给client。

【SOCKET原理】

   （1）套接字（socket）概念：

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。

它是网络通信过程中端点的抽象表示。包括进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议port，远地主机的IP地址。远地进程的协议port。

应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同一时候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须要通过同一个 TCP协议port数据传输。

为了差别不同的应用程序进程和连接，很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。

应用层能够和传输层通过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连接至少须要一对套接字。当中一个执行于client，称为ClientSocket ，还有一个执行于server端，称为ServerSocket 。

套接字之间的连接过程分为三个步骤：server监听。client请求。连接确认。

server监听：server端套接字并不定位详细的client套接字，而是处于等待连接的状态。实时监控网络状态，等待client的连接请求 

client请求：指client的套接字提出连接请求。要连接的目标是server端的套接字。

为此，client的套接字必须首先描写叙述它要连接的server的套接字，指出server端套接字的地址和port号。然后就向server端套接字提出连接请求。

连接确认：当server端套接字监听到或者说接收到client套接字的连接请求时。就响应client套接字的请求。建立一个新的线程，把server端套接字的描写叙述发给client，一旦client确认了此描写叙述，两方就正式建立连接。而server端套接字继续处于监听状态。继续接收其它client套接字的连接请求。

（3）SOCKET连接与TCP连接

创建Socket连接时。能够指定使用的传输层协议，Socket能够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。

（三）TCP 与 UDP 

【概念】

   TCP --- 传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和server彼此交换数据前，必须先在两方之间建立一个TCP连接，之后才干数据传输。
TCP提供超时重发，丢弃反复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到还有一端。 理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信两方中的不论什么一方主动关闭连接前，TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时server和client均能够主动发起断开TCP连接的请求

   UDP --- 用户数据报协议，是一个无连接的简单的面向数据报的运输层协议。
UDP不提供可靠性，它仅仅是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，可是并不能保证它们能到达目的地。因为UDP在数据传输报前不用在客户和server之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度非常快 

【适用情况】

    TCP发送的包有序号，对方收到包后要给一个反馈，假设超过一定时间还没收到反馈就自己主动运行超时重发。因此TCP最大的长处是可靠。
一般网页（http）、邮件（SMTP)、远程连接(Telnet)、文件(FTP)传送就用TCP 

    UDP是面向消息的协议，通信时不须要建立连接，数据的传输自然是不可靠的，UDP一般用于多点通信和实时的数据业务，比方语音广播、视频、QQ、TFTP(简单文件传送）、SNMP（简单网络管理协议）、RTP（实时传送协议）RIP（路由信息协议，如报告股票市场，航空信息）、DNS(域名解释）。
注重速度流畅。 

【TCP连接的三次握手】

    要了解TCP。一定要知道"三次握手，四次拜拜"所谓的三次握手，就是发送数据前必须建立的连接叫三次握手。握手完了才開始发的，这也就是面向连接的意思。
 

    第一次握手：client发送syn包(syn=j)到server。并进入SYN_SEND状态。等待server确认；
    第二次握手：server收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同一时候自己也发送一个SYN包（syn=k），                即SYN+ACK包，此时server进入SYN_RECV状态。
    第三次握手：client收到server的SYN＋ACK包。向server发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕。client                和server进入ESTABLISHED状态，完毕三次握手。

（四）FTP

     文件传输协议（File Transfer Protocol, FTP）是TCP/IP网络上两台计算机传送文件的协议，FTP是在TCP/IP网络和INTERNET上最早使用的协议之中的一个，它属于网络协议组的应用层。FTP客户机能够给server发出命令来下载文件。上载文件。创建或改变server上的文件夹。