25 (OC)* iOS网络HTTP、TCP、UDP、Socket 知识总结

应用层：
1.用户接口、应用程序；
2.Application典型设备：网关；
3.典型协议、标准和应用：TELNET、FTP、HTTP
表示层：
1.数据表示、压缩和加密presentation
2.典型设备：网关
3.典型协议、标准和应用：ASCLL、PICT、TIFF、JPEG|MPEG
4.表示层相当于一个东西的表示，表示的一些协议，比如图片、声音和视频MPEG。
会话层：
1.会话的建立和结束；
2.典型设备：网关；
3.典型协议、标准和应用：RPC、SQL、NFS、X WINDOWS、ASP
传输层：
1.主要功能：端到端控制Transport；
2.典型设备：网关；
3.典型协议、标准和应用：TCP、UDP、SPX
网络层：
1.主要功能：路由、寻址Network；
2.典型设备：路由器；
3.典型协议、标准和应用：IP、IPX、APPLETALK、ICMP；
数据链路层：
1.主要功能：保证无差错的疏忽链路的data link；
2.典型设备：交换机、网桥、网卡；
3.典型协议、标准和应用：802.2、802.3ATM、HDLC、FRAME RELAY；
物理层：
1.主要功能：传输比特流Physical；
2.典型设备：集线器、中继器
3.典型协议、标准和应用：V.35、EIA/TIA-232.一、前言

以下是我自己的学习加理解，分享给大家，同时也算是自己做的笔记吧，俗话说好记性不如烂笔头，希望来的你能有所帮助，有什么理解不到位的地方，还请大神些多多指教。

二、网络模型

OSI 七层模型：我们一般使用的网络数据传输由下而上共有七层，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

OSI网络七层模型

TCP/IP模型：TCP/IP 模型分为四层,由下而上分别为网络接口层、网络层、传输层、应用层。

TCP/IP网络模型

三、概念

短连接：

连接 -> 传输数据->关闭连接。就建立一次，但任务结束就中断连接。

长连接：

连接 -> 传输数据 -> 保持连接 -> 传输数据。。。-> 关闭连接。是指连接后不管是否使用都保持连接，但安全性较差。

长连接、短连接用法：

长连接多用于操作频繁，点对点的通讯，而且连接数不能太多的情况下。每个TCP连接都需要三步握手，这需要时间，如果每个操作都是先连接，再操作的话那么处理速度会降低很多，所以每个操作完后都不断开，次处理时直接发送数据包就OK了，不用建立TCP连接。例如：数据库的连接用长连接，如果用短连接频繁的通信会造成Socket错误，而且频繁的Socket创建也是对资源的浪费。

而像WEB网站的http服务一般都用短链接，因为长连接对于服务端来说会耗费一定的资源，而像WEB网站这么频繁的成千上万甚至上亿客户端的连接用短连接会更省一些资源，如果用长连接，而且同时有成千上万的用户，如果每个用户都占用一个连接的话，那可想而知吧。所以并发量大，但每个用户无需频繁操作情况下需用短连好。

总之，长连接和短连接的选择要视情况而定。

HTTP

http连接：

http协议即超文本传送协议，是web联网的基础，也是手机联网常用协议之一，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”。

1）在HTTP 1.0中，客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，就自动释放连接。

2）在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求，并且多个请求可以重叠进行，不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

由于http在每次请求结束后都会主动释放连接，因此http连接是“短连接”。要保持客户端程序的在线状态，需要不断地向服务器发起连接请求。通常的做法是即时不需要获得任何数据，客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求，服务器在收到该请求后对客户端进行回复，表明知道客户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求，则认为客户端“下线”，若客户端长时间无法收到服务器的回复，则认为网络已经断开。

Socket

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。

socket

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。

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。

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。

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。

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。

Socket连接与HTTP连接

由于通常情况下 Socket 连接就是TCP连接，因此 Socket 连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。但在实际网络应用中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、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，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。

而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。

很多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接，服务器就可以直接将数据传送给客户端；若双方建立的是HTTP连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可以保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端。

TCP与UDP的区别

TCP：面向连接、传输可靠(保证数据正确性,保证数据顺序)、用于传输大量数据(流模式)、速度慢，建立连接需要开销较多(时间，系统资源)。

UDP：面向非连接、传输不可靠、用于传输少量数据(数据包模式)、速度快。

TCP三次握手：指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。

第一次握手：客户端发送一个TCP的SYN标志位置1的包指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始序号X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。

第二次握手：服务器发回确认包(ACK)应答。即SYN标志位和ACK标志位均为1同时，将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的序列号加1以，即X+1。

第三次握手：客户端再次发送确认包(ACK) SYN标志位为0，ACK标志位为1。并且把服务器发来ACK的序号字段+1，放在确定字段中发送给对方.并且在数据段放写序列号的+1。

tcp三次握手

QQ、微信为什么是UDP而不是TCP:

像腾讯QQ之类的大规模即时通讯软件，经常性的是几千万用户同时在线如果都采用长连接的方式。岂不是要服务器的硬件防火墙监控数千万个连接了，就算分布式服务端能承受这么多用户网关也受不了，而且有理由相信服务器也受不了。所以对于大规模即时通讯，尤其是用户数量众多肯定不能用TCP常连接的方式，这种方式只适合于小规模的即时通讯，如局域网，公司内部的即时通讯等对于大规模的，用户数量众多的C/S软件应当采用UDP协议进行数据传输，网关就不停收发数据包就可以了。

使用TCP协议和客户端进行短命连接，用了就关比如客户登陆请求好友列表，我们就和他建立TCP连接发给他好友列表，然后关掉连接当用户要给另外一个客户发信心我们再建立连接，数据传完我们又关掉连接这种方式，无疑服务器可以承载更多的用户登陆。但是缺点也是非常明显的一般情况下我们接收的数据都不大，每次发一点点消息都要建立连接 TCP本来就比较消耗网络资源，这样毫无规律的断断连连连连断断，加上本来这种方式就有较高的延迟也不适合大规模的即时通讯

事实上，在Internet上传输的UDP包从A发送给B 它完整地到达几率一般情况下还是相当之高的。我们开发一个多用户的即时通讯软件采用UDP传输消息的时候，报文被划分成包一个UDP包究竟是多大？经过我的了解一个UDP用户包最大大小是64KB 根据网络状况，实际在传输包的时候可能把包划成若干个分片一个分片的最大大小是1640B 可以保存好几百个汉字。UDP协议提供数据报机制传输信息如果报文比较长，比如一个文件，一个图片要被划分成若干个数据包，由于对于一般的文字消息和其它指令都是比较小的它们会被放在一个包里面，由于UDP是无连接的不可靠的，如果发生丢包，不会重传所以不能保证数据包能完整并准确地到达目的地，但是对于我们的即时通讯软件来说一般的聊天信息比较小，比如我们给一个好友发送一条聊天信息“今天我很高兴”，会不会服务器转发的时候只收到“今天我很高”，再传给好友的时候变成了“今天”，答案是不会发生这种情况的 UDP虽然描述是不可靠，不过依然在数据包中包含了头信息描述了包的大小等信息，在包进行转发的过程中如果数据不完整，是会被网络设备发现的，比如中途一个转发这个包的路由器发现了一个不完整的UDP包会直接丢弃，如果是TCP 当有包被丢弃了会进行重传，对于UDP 包在传输过程中由于数据的缺失被丢弃不会进行重传我们顶多就是一条信息发送失败了，而这种概率一般情况下是非常低的。

开发时到底选择TCP还是UDP:

如果是由客户端间歇性的发起无状态的查询，并且偶尔发生延迟是可以容忍，那么使用HTTP/HTTPS吧。

如果客户端和服务器都可以独立发包，但是偶尔发生延迟可以容忍（比如：在线的纸牌游戏，许多MMO类的游戏），那么使用TCP长连接吧。

如果客户端和服务器都可以独立发包，而且无法忍受延迟（比如：大多数的多人动作类游戏，一些MMO类游戏），那么使用UDP吧。

基本TCP客户—服务器程序设计基本框架

tcp

基本UDP客户—服务器程序设计基本框架流程图