TCP、UDP、HTTP与HTTPS

TCP、UDP、HTTP与HTTPS都是通信协议，在这里首先先介绍一下什么是通信协议。

什么是通信协议？

通信协议（communications protocol）是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的数据通信系统，要使其能协同工作实现信息交换和资源共享，它们之间必须具有共同的语言。交流什么、怎样交流及何时交流，都必须遵循某种互相都能接受的规则。这个规则就是通信协议。

什么是TCP？

TCP是Transmission Control Protocol的缩写，也就是传输控制协议。它是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的[传输层]通信协议。主要解决数据如何在网络中如何传输的，是一种长连接。建立一个TCP连接需要有三次握手，而终止一个TCP连接需要有4次握手，这是由TCP的半关闭（half-close）造成的。TCP包头的最小长度为20字节。

建立连接的三次握手

第一次握手：客户端发送syn包(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。
TCP一旦连接起来，在客户端和服务端任何一方主动关闭连接之前，TCP连接都将被一直保持下去。
断开连接时，服务器和客户端都可以主动发起断开TCP连接的请求。
简单来说，第一次握手就是客户端向服务器问我可以发送数据吗；第二次握手就是服务器回答说可以；第三次握手就是客户端向服务器说那我要开始发送数据了，此时客户端和服务器都准备好传输数据了，三次握手就完成了。

断开连接的四次握手

(1) 某个应用进程首先调用close，称该端执行“主动关闭”（active close）。该端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。
(2) 接收到这个FIN的对端执行 “被动关闭”（passive close），这个FIN由TCP确认。
注意：FIN的接收也作为一个文件结束符（end-of-file）传递给接收端应用进程，放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后，因为，FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。
(3) 一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。
(4) 接收这个最终FIN的原发送端TCP（即执行主动关闭的那一端）确认这个FIN。
既然每个方向都需要一个FIN和一个ACK，因此通常需要4个分节。

什么是UDP？

UDP是User Datagram Protocol的缩写，也就是用户数据报协议。它与TCP相对应，是一种面向无连接的、不可靠的数据报传输协议，即不与对方建立连接，就直接就把数据包发送过去，因此缺乏可靠性。由于缺乏可靠性，UDP应用一般必须允许一定量的丢包、出错和复制。
UDP简单总结起来就是下面的几点：
（1） UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。
（2）由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
（3） UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。
（4）吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。
（5）UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表（这里面有许多参数）。
（6）UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。
我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。

TCP与UDP的区别

（1）TCP是需要连接的传输协议（长连接），UDP是不需要连接的传输协议；
（2）TCP对系统资源要求较多，UDP要求较少；
（3）TCP的程序结构较复杂，UDP程序结构较简单；
（4）TCP是流模式，UDP是数据报模式；
（5）TCP保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序，UDP不保证。

什么是HTTP？

HTTP是HyperText Transfer Protocol的缩写，也就是超文本传输协议。HTTP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”。
HTTP协议的主要特点可概括如下：
1.支持客户/服务器模式。
2.简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。
3.灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。
4.无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。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。采用这种方式可以节省传输时间。
5.无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

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.

GET和POST的区别

GET提交的数据会放在URL之后，以问号（？）分割URL和传输数据，参数之间以符号&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。
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。
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。
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，相比之下POST更安全。

什么是HTTPS？

HTTP是Secure Hypertext Transfer Protocol的缩写，也就是安全超文本传输协议。它是一个安全通信通道，它基于HTTP开发，用于在客户计算机和服务器之间交换信息。它使用安全套接字层(SSL)进行信息交换，简单来说它是HTTP的安全版。

HTTP与HTTPS的区别

一、HTTPS协议需要到CA申请证书，一般免费证书很少，需要交费。
二、HTTP是超文本传输协议信息是明文传输，HTTPS则是具有安全性的ssl加密传输协议。
三、HTTP和HTTPS使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。
四、HTTP的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比HTTP协议安全。
五、在OSI 网络模型中，HTTP和HTTPS都工作于应用层。

Socket

Socket是为了实现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。
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。

TCP/IP

TCP/IP是一个协议组，分为网络层、传输层、应用层。
在网络层有IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议和BOOTP协议。
在传输层有TCP协议和UDP协议。
在应用层有FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS等协议。

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