socket、http、udp、tcp的整理
1.socket简介
游戏开发中最常用的便是socket,socket本质是api,是对tcp/ip的封装。tcp/ip协议族是一个网络通信模型以及一系列网络传输协议,为互联网的基础通信架构。
tcp/ip网络模型分为四层:应用层、传输层、网络层、网络接口层。下面的表格是tcp/ip模型和osi模型的对比。
tcp/ip | osi |
应用层 |
应用层
表示层
会话层
|
传输层 | 传输层 |
网络层 | 网络层 |
网络接口层(又称链路层) |
数据链路层
物理层
|
最上面是应用层,里面包含了http,ftp等协议。
第二层是传输层,提供应用程序间的通信,tcp和udp就属于这一层,socket是应用层与传输层之间的同一个抽象层。
接下来的便是网络层,负责计算机之间的通信,将数据加上ip地址选择去往目标的路径。包括ip、icmp控制报文协议等。
最下层是网络接口层,又称为链路层。负责接收ip数据包并通过网络发送,或者从网络上接收物理帧,抽出ip数据包,交给ip层。
socket其实是一种特殊的文件,一些函数对其进行读写操作。
socket的tcp连接流程如上图所示,udp连接则不需要建立连接。
2.socket接口函数
以c#为例,介绍socket的基本函数。
2.1.socket()函数
Socket(AddressFamily family, SocketType type, ProtocolType proto) AddressFamily 地址族,决定了socket的地址类型
SocketType socket类型,包括Stream、Dgram、Raw、Rdm、Seqpacket。
ProtocolType socket使用的协议类型,常见的有tcp,udp。
2.2.bind()函数
Bind( EndPoint localEP ) EndPoint是表示ip+端口
2.3.listen()、connect()函数
Listen(int backlog) backlog是socket可以排队的最大连接个数 Connect(IPAddress address, int port)//有多个重载函数 IPAddress表示地址,port表示端口
2.4.accept()函数
Socket Accept()//有多个重载函数 accept会返回一个新的套接字用来与客户端收发消息,绑定监听的套接字是另一个。
2.5.send和receive
send和receive有多个重载函数,可以理解为用于读取写入和读取套接字数据缓冲区 。
2.6.close()函数
void Close()//有多个重载函数
在服务器与客户端建立连接之后,会进行一些读写操作,完成了读写操作就要关闭相应的socket描述字,好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。
3.tcp和udp的区别
tcp | udp |
连接 | 无连接 |
可靠 | 不可靠 |
面向字节流 | 面向报文 |
首部复杂20字节 | 首部简单8字节 |
传输速度慢 | 传输速度快 |
tcp和udp的主要区别如上图所示
3.1tcp和udp的头部结构
tcp头部结构
源端口号 | 目的端口号 | ||||
数据序列号 | |||||
确认序列号 | |||||
偏移 | 保留 | 6个标志位 | 窗口大小 | ||
校验和 | 紧急指针 | ||||
可选项 | |||||
数据 |
6个标志位:
URG-紧急指针有效
ACK-确认序号有效
PSH-接收方应尽快将这个报文交给应用层
RST-连接重置
SYN-同步序号用来发起一个连接
FIN-终止一个连接
udp头部结构
源端口 | 目的端口 |
数据长度 | 校验和 |
数据 |
(1)16位源端口号,记录源端口号,在需要对方回信时选用。不需要时可用全0。
(2)16位目的端口号,记录目标端口号。这在终点交付报文时必须要使用到。
(3)数据长度 UDP数据报的长度(包括数据和首部),其最小值为8B(即仅有首部没有数据的情况)。
(4)校验和,检测UDP数据报在传输中是否有错,有错就丢弃。
3.2tcp的三次握手
第一次握手,客户端发送一个SYN包(序列号为x),进入SYN_SEND状态,等待服务器确认。
第二次握手,服务器收到SYN包需要返回一个ACK包(确认序列号为x+1),并且发送一个SYN包(序列号为y),此时服务器为SYN_RECV状态。
第三次握手,客户端收到服务器的ACK+SYN包,向服务器发送一个ACK包(确认序列号为y+1),客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,连接正式建立。
3.3tcp的四次挥手
4.http的介绍
http协议是Hyper Text Transfer Protocol(超文本传输协议)的缩写,是建立在tcp协议之上的一种应用。
http的特点包括:
1.无连接,服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接。
2.无状态,无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。
3.灵活,允许传输任意类型的数据。
4.1http的消息结构
http请求报文结构,依次为:请求行、请求头、空行、请求数据。如下图:
请求方法 | 空格 | URL | 空格 | 协议版本 | 回车符 | 换行符 |
头部字段名 | : | 值 | 回车符 | 换行符 | ||
...... | ||||||
头部字段名: | : | 值 | 回车符 | 换行符 | ||
回车符 | 换行符 | |||||
请求数据 |
http响应报文结构,依次为:状态行、响应头、空行、响应数据。如下图:
协议版本 | 空格 | 状态码 | 空格 | 解释状态码的原因短语 | 回车符 | 换行符 |
头部字段名 | : | 值 | 回车符 | 换行符 | ||
...... | ||||||
头部字段名: | : | 值 | 回车符 | 换行符 | ||
回车符 | 换行符 | |||||
响应数据 |
4.2http的请求方法
GET | 请求指定的页面信息,并返回实体主体。 |
POST | 用来传输实体的主体。 |
HEAD | 和GET类似,不过不返回报文的主体,只返回头部。 |
PUT | 从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。 |
DELETE | 指明客户端想让服务器删除某个资源,与PUT方法相反。 |
CONNECT |
CONNECT方法要求在与代理服务器通信时建立隧道,实现用隧道协议进行TCP通信。 主要使用SSL(安全套接层)和TLS(传输层安全)协议把通信内容加密后经网络隧道传输。 |
OPTIONS | 用来查询针对请求URL指定的资源支持的方法。 |
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