CP HTTP UDP:
都是通信协议,也就是通信时所遵守的规则,只有双方按照这个规则,对方才能理解并为之服务
TCP HTTP UDP三者的关系:
TCP/IP是一个协议组,可分为四个层次:网络接口层、网络层、传输层和应用层
在网络层有IP协议、ICMP协议、ARP协议和BOOTP协议
在传输层有TCP和UDP协议
在应用层有FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS等协议
因此,HTTP本身就是一个协议,是从web服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议。
socket:
这是为了实现以上的通信过程而建立成来的通信管道,其真实的代表是客户端和服务器端的一个通信进程,双方进程通过socket进行通信,而通信的规则采用指定的协议。socket只是一种连接模式,不是协议,tcp,udp,简单的说(虽然不准确)是两个最基本的协议,很多其它协议都是基于这两个协议如,http就是基于tcp的,.用socket可以创建tcp连接,也可以创建udp连接,这意味着,用socket可以创建任何协议的连接,因为其它协议都是基于此的。
什么是HTTP协议
HTTP全称是HyperText Transfer Protocal,即:超文本传输协议,Http是应用层协议,当你上网浏览网页的时候,浏览器和Web服务器之间就会通过HTTP进行数据的发送和接收。Http是一个基于请求/响应模式的、无状态的协议。即我们通常所说的Request/Response。
HTTP的连接:
无状态:指的是服务器无法知道2次请求之间的联系,即使是前后两次是同一个浏览器,也没有任何数据能够判断出是同一个浏览器的请求,后来可以通过cookie、session来判断
有连接:因为它是基于TCP协议,是面向连接的,需要3次握手,4次断开。
短连接:http1.1之前,都是一个请求一个连接,而tcp的连接创建销毁成本高,对服务器又很大的影响,所以,自http1.1开始,支持keep-alive,默认开启,一个连接打开之后,会保持一段时间,浏览器再访问该服务器就使用这个tcp连接,减轻了服务器压力,提高了效率。
URL
URL(Uniform Resource Locator) 地址用于描述一个网络上的资源, 基本格式如下
schema://host[:port#]/path/.../[?query-string][#anchor]
scheme 指定低层使用的协议(例如:http, https, ftp)
host HTTP服务器的IP地址或者域名
port# HTTP服务器的默认端口是80,这种情况下端口号可以省略。如果使用了别的端口,必须指明,例如 http://www.cnblogs.com:8080/
path 访问资源的路径
query-string 发送给http服务器的数据
anchor- 锚
HTTP的Request/Response:
先看Request消息的结构,Request消息分为3部分:Request line,Request header,Request body,在header和body之间有一个空行
第一行Request line中包含:请求方法,资源路径,协议版本号
第二行Request header中:
Accept
作用: 浏览器端可以接受的媒体类型,
例如: Accept: text/html 代表浏览器可以接受服务器回发的类型为 text/html 也就是我们常说的html文档,
如果服务器无法返回text/html类型的数据,服务器应该返回一个406错误(non acceptable)
通配符 * 代表任意类型
例如 Accept: */* 代表浏览器可以处理所有类型,(一般浏览器发给服务器都是发这个)
Referer:
作用: 提供了Request的上下文信息的服务器,告诉服务器我是从哪个链接过来的,比如从我主页上链接到一个朋友那里,他的服务器就能够从HTTP Referer中统计出每天有多少用户点击我主页上的链接访问他的网站。
例如: Referer:http://translate.google.cn/?hl=zh-cn&tab=wT
Accept-Language
作用: 浏览器申明自己接收的语言。
语言跟字符集的区别:中文是语言,中文有多种字符集,比如big5,gb2312,gbk等等;
例如: Accept-Language: en-us
Accept-Encoding:
作用: 浏览器申明自己接收的编码方法,通常指定压缩方法,是否支持压缩,支持什么压缩方法(gzip,deflate)
User-Agent
作用:告诉HTTP服务器, 客户端使用的操作系统和浏览器的名称和版本.
Connection
例如: Connection: keep-alive 当一个网页打开完成后,客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭,如果客户端再次访问这个服务器上的网页,会继续使用这一条已经建立的连接
例如: Connection: close 代表一个Request完成后,客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接会关闭, 当客户端再次发送Request,需要重新建立TCP连接。
Pragma
作用: 防止页面被缓存, 在HTTP/1.1版本中,它和Cache-Control:no-cache作用一模一样
Pargma只有一个用法, 例如: Pragma: no-cache
Cookie:
作用: 最重要的header, 将cookie的值发送给HTTP 服务器
Accept-Charset
作用:浏览器申明自己接收的字符集,这就是本文前面介绍的各种字符集和字符编码,如gb2312,utf-8
Response消息结构和Request消息结构基本一样,也分为三部分:Request line,Request header,Request body,在header和body之间有一个空行
第一行包含:HTTP协议版本号,状态码(200)和信息(ok)
第二行Response Header包含:
Cache-Control
作用: 这个是非常重要的规则。 这个用来指定Response-Request遵循的缓存机制。各个指令含义如下
Cache-Control:Public 可以被任何缓存所缓存()
Cache-Control:Private 内容只缓存到私有缓存中
Cache-Control:no-cache 所有内容都不会被缓存
Content-Type
作用:WEB服务器告诉浏览器自己响应的对象的类型和字符集,
Expires
作用: 浏览器会在指定过期时间内使用本地缓存
例如: Expires: Tue, 08 Feb 2022 11:35:14 GMT
Last-Modified:
作用: 用于指示资源的最后修改日期和时间。
Server:
作用:指明HTTP服务器的软件信息
例如:Server: Microsoft-IIS/7.5
X-AspNet-Version:
作用:如果网站是用ASP.NET开发的,这个header用来表示ASP.NET的版本
X-Powered-By:
作用:表示网站是用什么技术开发的
Connection
例如: Connection: keep-alive 当一个网页打开完成后,客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭,如果客户端再次访问这个服务器上的网页,会继续使用这一条已经建立的连接
例如: Connection: close 代表一个Request完成后,客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接会关闭, 当客户端再次发送Request,需要重新建立TCP连接。
Date
作用: 生成消息的具体时间和日期
例如: Date: Sat, 11 Feb 2012 11:35:14 GMT
HTTP协议之Get和Post
Http协议定义了很多与服务器交互的方法,最基本的有4种,分别是GET,POST,PUT,DELETE. 一个URL地址用于描述一个网络上的资源,而HTTP中的GET, POST, PUT, DELETE就对应着对这个资源的查,改,增,删4个操作。 我们最常见的就是GET和POST了。GET一般用于获取/查询资源信息,而POST一般用于更新资源信息.
我们看看GET和POST的区别
1. GET提交的数据会放在URL之后,以?分割URL和传输数据,参数之间以&相连,如EditPosts.aspx?name=test1&id=123456. POST方法是把提交的数据放在HTTP包的Body中.
2. GET提交的数据大小有限制(因为浏览器对URL的长度有限制),而POST方法提交的数据没有限制.
3. GET方式需要使用Request.QueryString来取得变量的值,而POST方式通过Request.Form来获取变量的值,也就是说Get是通过地址栏来传值,而Post是通过提交表单来传值。
4. GET方式提交数据,会带来安全问题,比如一个登录页面,通过GET方式提交数据时,用户名和密码将出现在URL上,如果页面可以被缓存或者其他人可以访问这台机器,就可以从历史记录获得该用户的账号和密码.
TCP:
传输控制协议,就是对数据的传输进行一定的控制
连接管理机制:正常情况下,tcp需要经过三次握手建立连接,四次挥手断开连接
三次握手:
刚开始, 客户端和服务器都处于 CLOSE 状态.
此时, 客户端向服务器主动发出连接请求, 服务器被动接受连接请求.
1, TCP服务器进程先创建传输控制块TCB, 时刻准备接受客户端进程的连接请求, 此时服务器就进入了 LISTEN(监听)状态
2, TCP客户端进程也是先创建传输控制块TCB, 然后向服务器发出连接请求报文,此时报文首部中的同步标志位SYN=1, 同时选择一个初始序列号 seq = x, 此时,TCP客户端进程进入了 SYN-SENT(同步已发送状态)状态。TCP规定, SYN报文段(SYN=1的报文段)不能携带数据,但需要消耗掉一个序号。
3, TCP服务器收到请求报文后, 如果同意连接, 则发出确认报文。确认报文中的 ACK=1, SYN=1, 确认序号是 x+1, 同时也要为自己初始化一个序列号 seq = y, 此时, TCP服务器进程进入了SYN-RCVD(同步收到)状态。这个报文也不能携带数据, 但是同样要消耗一个序号。
4, TCP客户端进程收到确认后还, 要向服务器给出确认。确认报文的ACK=1,确认序号是 y+1,自己的序列号是 x+1.
5, 此时,TCP连接建立,客户端进入ESTABLISHED(已建立连接)状态。当服务器收到客户端的确认后也进入ESTABLISHED状态,此后双方就可以开始通信了。
第一次:
客户端 - - > 服务器 此时服务器知道了客户端要建立连接了
第二次:
客户端 < - - 服务器 此时客户端知道服务器收到连接请求了
第三次:
客户端 - - > 服务器 此时服务器知道客户端收到了自己的回应
到这里, 就可以认为客户端与服务器已经建立了连接.
为什么不用两次握手?
主要是为了防止已经失效的连接请求报文突然又传送到了服务器,从而产生错误。如果使用的是两次握手建立连接,假设有这样一种场景,客户端发送的第一个请求连接并且没有丢失,只是因为在网络中滞留的时间太长了,由于TCP的客户端迟迟没有收到确认报文,以为服务器没有收到,此时重新向服务器发送这条报文,此后客户端和服务器经过两次握手完成连接,传输数据,然后关闭连接。此时之前滞留的那一次请求连接,因为网络通畅了, 到达了服务器,这个报文本该是失效的,但是,两次握手的机制将会让客户端和服务器再次建立连接,这将导致不必要的错误和资源的费。
如果采用的是三次握手,就算是那一次失效的报文传送过来了,服务端接受到了那条失效报文并且回复了确认报文,但是客户端不会再次发出确认。由于服务器收不到确认,就知道客户端并没有请求连接。
为什么不用四次?
因为三次已经可以满足需要了, 四次就多余了.
四次挥手断开
数据传输完毕后,双方都可以释放连接.
此时客户端和服务器都是处于ESTABLISHED状态,然后客户端主动断开连接,服务器被动断开连接.
1, 客户端进程发出连接释放报文,并且停止发送数据。
释放数据报文首部,FIN=1,其序列号为seq=u(等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1),此时客户端进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态。 TCP规定,FIN报文段即使不携带数据,也要消耗一个序号。
2, 服务器收到连接释放报文,发出确认报文,ACK=1,确认序号为 u+1,并且带上自己的序列号seq=v,此时服务端就进入了CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。
TCP服务器通知高层的应用进程,客户端向服务器的方向就释放了,这时候处于半关闭状态,即客户端已经没有数据要发送了,但是服务器若发送数据,客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间,也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
3, 客户端收到服务器的确认请求后,此时客户端就进入FIN-WAIT-2(终止等待2)状态,等待服务器发送连接释放报文(在这之前还需要接受服务器发送的最终数据)
4, 服务器将最后的数据发送完毕后,就向客户端发送连接释放报文,FIN=1,确认序号为v+1,由于在半关闭状态,服务器很可能又发送了一些数据,假定此时的序列号为seq=w,此时,服务器就进入了LAST-ACK(最后确认)状态,等待客户端的确认。
5, 客户端收到服务器的连接释放报文后,必须发出确认,ACK=1,确认序号为w+1,而自己的序列号是u+1,此时,客户端就进入了TIME-WAIT(时间等待)状态。注意此时TCP连接还没有释放,必须经过2∗MSL(最长报文段寿命)的时间后,当客户端撤销相应的TCB后,才进入CLOSED状态。
6, 服务器只要收到了客户端发出的确认,立即进入CLOSED状态。同样,撤销TCB后,就结束了这次的TCP连接。可以看到,服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。
为什么最后客户端还要等待 2*MSL的时间呢?
MSL(Maximum Segment Lifetime),TCP允许不同的实现可以设置不同的MSL值。
第一,保证客户端发送的最后一个ACK报文能够到达服务器,因为这个ACK报文可能丢失,站在服务器的角度看来,我已经发送了FIN+ACK报文请求断开了,客户端还没有给我回应,应该是我发送的请求断开报文它没有收到,于是服务器又会重新发送一次,而客户端就能在这个2MSL时间段内收到这个重传的报文,接着给出回应报文,并且会重启2MSL计时器。
第二,防止类似与“三次握手”中提到了的“已经失效的连接请求报文段”出现在本连接中。客户端发送完最后一个确认报文后,在这个2MSL时间中,就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样新的连接中不会出现旧连接的请求报文。
为什么建立连接是三次握手,关闭连接确是四次挥手呢?
建立连接的时候, 服务器在LISTEN状态下,收到建立连接请求的SYN报文后,把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。
而关闭连接时,服务器收到对方的FIN报文时,仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据,而自己也未必全部数据都发送给对方了,所以己方可以立即关闭,也可以发送一些数据给对方后,再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接,因此,己方ACK和FIN一般都会分开发送,从而导致多了一次。
如果已经建立了连接, 但是客户端突发故障了怎么办?
TCP设有一个保活计时器,显然,客户端如果出现故障,服务器不能一直等下去,白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器,时间通常是设置为2小时,若两小时还没有收到客户端的任何数据,服务器就会发送一个探测报文段,以后每隔75分钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应,服务器就认为客户端出了故障,接着就关闭连接。
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,它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去,但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接,且没有超时重发等机制,故而传输速度很快。‘
应用场景,视频、音频传输,海量数据采集,一般来说,丢些包,问题不大,可以重新发送来解决。一般来说,UDP性能优于TCP,但是可靠性能要求高的场合还是选择TCP协议。