Http协议与TCP协议简单理解

  相信不少初学手机联网开发的朋友都想知道Http与Socket连接究竟有什么区别，希望通过自己的浅显理解能对初学者有所帮助。

一、基本概念

下面的图表试图显示不同的TCP/IP和其他的协议在最初OSI模型中的位置：

7	应用层	例如HTTP、SMTP、SNMP、FTP、Telnet、SIP、SSH、NFS、RTSP、XMPP、Whois、ENRP
6	表示层	例如XDR、ASN.1、SMB、AFP、NCP
5	会话层	例如ASAP、TLS、SSH、ISO 8327 / CCITT X.225、RPC、NetBIOS、ASP、Winsock、BSD sockets
4	传输层	例如TCP、UDP、RTP、SCTP、SPX、ATP、IL
3	网络层	例如IP、ICMP、IGMP、IPX、BGP、OSPF、RIP、IGRP、EIGRP、ARP、RARP、 X.25
2	数据链路层	例如以太网、令牌环、HDLC、帧中继、ISDN、ATM、IEEE 802.11、FDDI、PPP
1	物理层	例如线路、无线电、光纤、信鸽

简化后的分层图：

1、TCP连接

      手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议，可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口，使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

      建立起一个TCP连接需要经过“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。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的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均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”（过程就不细写
了，就是服务器和客户端交互，最终确定断开）

2、HTTP连接

      HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol )，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”。

      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连接是一种“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。

3、SOCKET原理

3.1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，包含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，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

      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。

3.2 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。

4、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。

5、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。

二、相互关系

      首先，纠正一下我以前一直误解的概念，我一直以为Http和Tcp是两种不同的，但是地位对等的协议，虽然知道TCP是传输层，而http是应用层今天学习了下，知道了
http是要基于TCP连接基础上的，简单的说，TCP就是单纯建立连接，不涉及任何我们需要请求的实际数据，简单的传输。http是用来收发数据，即实际应用上来的。

      第一：从传输层，先说下TCP连接，我们要和服务端连接TCP连接，需要通过三次连接，包括：请求，确认，建立连接。即传说中的“三次握手协议”。

      第一次：C发送一个请求连接的位码SYN和一个随机产生的序列号给Seq，然后S收到了这些数据。

      第二次:S收到了这个请求连接的位码，啊呀，有人向我发出请求了么，那我要不要接受他的请求，得实现确认一下，于是，发送了一个确认码 ACN（seq+1），和SYN，Seq给C，然后C收到了，这个是第二次连接。

      第三次：C收到了确认的码和之前发送的SYN一比较，偶哟，对上了么，于是他又发送了一个ACN（SEQ+1）给S，S收到以后就确定建立连接，至此，TCP连接建立完成。

      简单就是：请求，确认，连接。

      第二：从实际上的数据应用来说httP

      在前面客户端和应用服务器建立TCP连接之后，就需要用http协议来传送数据了，HTTP协议简单来说，还是请求，确认，连接。

      总体就是C发送一个HTTP请求给S，S收到了这个http请求，然后返回给Chttp响应，然后C的中间件或者说浏览器把这些数据渲染成为了网页，展示在用户面前。

      第一：发送一个http请求给S，这个请求包括请求头和请求内容：

request header：

      包括了，1.请求的方法是POST/GET,请求的URL，http协议版本2.请求的数据，和编码方式3是否有cookie和cooies，是否缓存等。

      post和get请求方式的区别是，get把请求内容放在URL后面，但是URL长度有限制。而post是以表单的形势，适合要输入密码之类的，因为不在URL中显示，所以比较安全。

request body：

即请求的内容.

      第二：S收到了http请求，然后根据请求头，返回http响应。

response header：包括了1.cookies或者sessions2.状态吗3.内容大小等

response body：

      即响应的内容，包括，JS什么的。

      第三，C收到了以后，就由浏览器完成一系列的渲染，包括执行JS脚本等。

      这就是我所理解的webTCP,HTTP基础知识，待续。。。。。

  

      TCP是底层通讯协议，定义的是数据传输和连接方式的规范
      HTTP是应用层协议，定义的是传输数据的内容的规范
      HTTP协议中的数据是利用TCP协议传输的，所以支持HTTP也就一定支持TCP      

      HTTP支持的是www服务 
      而TCP/IP是协议 
      它是Internet国际互联网络的基础。TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。 
      TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。

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#编写代码，很多时候会遇到Http协议或者TCP协议，这里做一个简单的理解。

TCP协议对应于传输层，而HTTP协议对应于应用层，从本质上来说，二者没有可比性。Http协议是建立在TCP协议基础之上的，当浏览器需要从服务器获取网页数据的时候，会发出一次Http请求。Http会通过TCP建立起一个到服务器的连接通道，当本次请求需要的数据完毕后，Http会立即将TCP连接断开，这个过程是很短的。所以Http连接是一种短连接，是一种无状态的连接。所谓的无状态，是指浏览器每次向服务器发起请求的时候，不是通过一个连接，而是每次都建立一个新的连接。如果是一个连接的话，服务器进程中就能保持住这个连接并且在内存中记住一些信息状态。而每次请求结束后，连接就关闭，相关的内容就释放了，所以记不住任何状态，成为无状态连接。

随着时间的推移，html页面变得复杂了，里面可能嵌入了很多图片，这时候每次访问图片都需要建立一次tcp连接就显得低效了。因此Keep-Alive被提出用来解决效率低的问题。从HTTP/1.1起，默认都开启了Keep-Alive，保持连接特性，简单地说，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Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个保持时间，可以在不同的服务器软件（如Apache）中设定这个时间。虽然这里使用TCP连接保持了一段时间，但是这个时间是有限范围的，到了时间点依然是会关闭的，所以我们还把其看做是每次连接完成后就会关闭。后来，通过Session,
Cookie等相关技术，也能保持一些用户的状态。但是还是每次都使用一个连接，依然是无状态连接。

以前有个概念很容忍搞不清楚。就是为什么Http是无状态的短连接，而TCP是有状态的长连接？Http不是建立在TCP的基础上吗，为什么还能是短连接？现在明白了，Http就是在每次请求完成后就把TCP连接关了，所以是短连接。而我们直接通过Socket编程使用TCP协议的时候，因为我们自己可以通过代码区控制什么时候打开连接什么时候关闭连接，只要我们不通过代码把连接关闭，这个连接就会在客户端和服务端的进程中一直存在，相关状态数据会一直保存着。

在C#中会有Socket，实际上socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口(API)。Socket的出现只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已，是对TCP/IP协议的抽象，从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口，比如create、listen、connect、accept、send、read和write等等。

比较形象的描述：HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机，提供了网络通信的能力。对于从C#编程的角度来讲，为了方便，你可以直接选择已经制造好的轿车Http来与服务器交互。但是有时候往往因为环境因素或者其他的一些定制的请求，必须要使用TCP协议，这时就需要使用Socket编程，然后自己去处理获取的数据。就像是你用已有的发动机，自己造了一辆卡车，去从服务器交互。

HTTP/1.0和HTTP/1.1都把TCP作为底层的传输协议。HTTP客户首先发起建立与服务器TCP连接。一旦建立连接，浏览器进程和服务器进程就可以通过各自的套接字来访问TCP。如前所述，客户端套接字是客户进程和TCP连接之间的“门”，服务器端套接字是服务器进程和同一TCP连接之间的“门”。客户往自己的套接字发送HTTP请求消息，也从自己的套接字接收HTTP响应消息。类似地，服务器从自己的套接字接收HTTP请求消息，也往自己的套接字发送HTTP响应消息。客户或服务器一旦把某个消息送入各自的套接字，这个消息就完全落入TCP的控制之中。TCP给HTTP提供一个可靠的数据传输服务;这意味着由客户发出的每个HTTP请求消息最终将无损地到达服务器，由服务器发出的每个HTTP响应消息最终也将无损地到达客户。

C#代码连接远程数据库用的是TCP协议。每次new 一个connection的时候，connection.open就打开了这个TCP连接。connection.Close的时候就关闭了这个连接。FTP的底层也是TCP， 不过是长连接的。传输大文件比较快。 需要看具体场景。在服务器端，如果程序是采取的长连接的方式，那么就能控制同时连接到这个服务器的连接个数，防止同时有多个连接。但是采取短连接的方式，那么就不能控制同时连接到这个服务器上的连接的个数，这也是一个优点，可以同时处理大量连接请求。但是如果连接请求量太大的话，可能造成服务器停止工作。

WebService不需要连接，一秒中至少可以支持上万/十万的请求，每次请求然后释放，没有空余的内存消耗。一般不会限制同时连接的个数，这是优势。Message Queue需要建立连接， 支持上千的连接就很吃力了。因为每个连接即使没有在请求数据，也会在内存中占用一定的空间存储。会限制，比如SQL Server数据库服务器，一般最多同时连接16个。

Http协议一定通过指定的端口，80，所以一般计算机上不会限制这个端口，所以Http协议能够顺利通过所有机器上的防火墙。而使用Socket编程的话，就需要自己指定特定的端口，那么很可能这个端口是在某个环境中禁用的，那么就无法穿透防火墙。IIS使用的是80端口，也就是这个程序一直在监听着这个端口。一旦发现有人要建立到这个端口的连接，他就会响应，然后建立连接。这里说的连接都是短连接。所以你对服务器上的网址的请求，都是通过80端口送到网站程序的。然后通过这个端口发送的客户端浏览器。