HTTP的三次握手and websocket的原理

HTTP的三次握手

 

在讲三次握手之前，希望大家理解一个概念，什么概念呢？

就是在我们的客户端和我们的服务器之间进行http请求，发送和返回的过程当中，我们是需要去创建一个tcp connection的东西，因为http是不存在连接这么一个概念的，它只有一个请求和响应这么一个概念，那么请求和响应都是一个数据包，它们之间是需要一个传输的通道的，那么这个传输的通道在哪里呢？就在tcp里面，去创建了这么一个从客户端发起，服务端接收的这么一个连接，这个连接呢，是可以一直保持在那边，然后我们的http请求是在连接这个基础上面去发送的，那这里就有一个概念，就是在tcp连接上面，是可以发送多个http请求的，在不同的版本里面，这个模式是不一样的

 

在http/1.0里面，这个连接是在http请求创建的时候，就去创建这个tcp连接，然后连接创建完之后，然后请求发送过去，然后服务器响应之后呢，这个tcp连接它就关闭了

然后在http/1.1里面，这个连接我们可以通过某种方式去申明这个连接可以一直保持在那边，然后保持在那边是什么意思呢？就是我们这个请求，第一个请求发送之后，这个连接没有关，然后第二个请求进来的时候，它还可以在这个连接上面进行发送，这有什么好处呢？就是因为tcp连接，我们这节课要讲的，在创建过程当中，是有三次握手这么一个消耗的，三次握手就是代表着有三次网络传输，客户端发送一次，然后服务端返回一次，然后客户端再发送一次，这个时候才创建了tcp连接，然后才能去发送http请求，所以如果把连接一直保持在那边，那么第二个http请求就没有三次握手的开销

在http2里面还有一个好处就是，http2里面tcp连接上面的http请求是可以并发的，这就导致什么呢，就是说我们同一个用户对同一个服务器发起一个网页请求的时候，它只需要一个tcp连接，那么具体什么含义呢，我们后期课程会详细的讲，现在要清楚tcp连接和http请求之间的关系

 

 

在http的三次握手当中，首先客户端发起一个我要发送一个数据包的请求，发送到服务端，这里面呢会有一个标志SYN=1,Seq=X，syn是一个标识，就是我这是一个创建请求的数据包，然后seq等于一个数字，一般来说都是1，然后服务端接收之后，知道了我有一个客户要跟我创建连接了，那创建这个连接之后呢，服务端就会开启一个tcp，socket的一个端口，然后这个端口开启了之后，它返回给客户端，它返回的数据里面也是一个SYN=1,ACK=X+1,Seq=Y,然后它会返回一个ACK,ACK就等于第一次发送过来的Seq，就是X,然后+1，然后它再发送一个Seq，这个是服务器端的一个Seq,然后客户端拿到之后，服务端允许我们打开创建这个连接，然后客户端再去发送它的ACK=Y+1,Seq=Z,它再发送一个Seq,等于一个新的数字Z,这就是tcp去创建的一个过程

 

为什么要进行这样一个三次握手呢，这是为了防止服务端这边开启一些无用的连接，因为我们知道网络传输是有延迟的，因为我们之间可能隔着非常远的距离，要通过一个光纤，然后各种中间的代理服务器来进行一个传输，在传输的过程当中，比如客户端发送一个SYN=1,创建连接的请求，如果服务端就直接创建了这个连接，然后返回内容给客户端，但是这个数据包因为网络传输的原因，它丢了，丢了以后，客户端就一直没有接收到服务器返回到这个东西，然后客户端可能设置了一个超时时间，关闭了，关闭了之后才发现一个新的创建连接的请求，这个时候服务端是不知道的，如果没有第三次握手，服务端根本不知道客户端有没有接收到我返回到信息，并且没有说要去创建还是关闭这个请求，服务端就开在那边，等着客户端发送实际到请求数据，那么这个时候服务端这个开销就浪费了，因为它不知道这个连接已经创建失败了，可能客户端已经创建新到连接去了，所以呢，我们需要三次握手，让客户端和服务端察觉到我们因为网络原因端一些问题导致数据没有查到，这个端口，这个连接已经关闭了，我们需要一直等在那边的情况，三次握手主要是规避网络传输当中延迟而导致服务器开销的一些问题

 

接下来看下三次握手数据包的相信内容，Wireshark抓包工具

13789是本机的一个端口，80是服务器端的一个端口，因为有三次握手，客户端和服务器之间有三个来回，只要找到同一个端口的来回，就可以找到这三次握手

如图，这三次是完整的三次握手的过程，第一次握手可以看到发送了一个SYN标示位，为了简单演示，说SYN=1,其实，就是SYN占据了第一个标识位，用图片只是为了更形象的展示这三个过程，返回的时候是一个SYN,再加上一个ACK。最后客户端再发送一个ACK给服务端，作为第一个标识位，这样一个过程就完成了一个三次握手

转载  ：  https://www.cnblogs.com/wzndkj/p/10018387.html

 

二,websocket     

 

       1,WebSocket就很好的解决被动性问题,只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。不用再次发起网络请求,服务端有消息就会自己发过来.它允许服务端主动向客户端推送数据。比如在app上websocket获取并展示客户的时时消费情况.

 

        2,WebSocket同HTTP一样也是应用层的协议. 都是基于TCP的，可靠性的传输协议。但是它是一种双向通信协议，是建立在TCP之上的,并且Websocket是一个持久化的协议，而HTTP是非持久化的协议。WebSocket protocol 是HTML5一种新的协议,但Websocket是基于HTTP协议的，或者说借用了HTTP的协议来完成一部分握手。一开始的握手需要借助HTTP请求完成。

 

        3,WebSocket在建立握手时，通过 HTTP/1.1 协议的101状态码进行握手。但是建立之后，在真正传输时候是不需要HTTP协议的,而是使用TCP协议.

 

        4,Websocket使用ws或wss的统一资源标志符，类似于HTTPS，其中wss表示在TLS之上的Websocket

 

       5,Websocket使用和 HTTP 相同的 TCP 端口，可以绕过大多数防火墙的限制。默认情况下，Websocket协议使用80端口；运行在TLS之上时，默认使用443端口。

       6,优点:

    实时性更强,很好的控制开销(协议的头部较小),保持连接.

三,socket

    

        1,概念:Socket其实并不是一个协议，而是为了方便使用TCP或UDP而抽象出来的一层，是位于应用层和传输控制层之间的一组接口.

         1.1,在程序内部提供了与外界通信的端口,也就是端口通信.它通过建立socket连接,可以为通信双方的数据传输提供一个通道

         1.2,它是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

       2,当两台主机通信时，必须通过Socket连接，Socket则利用TCP/IP协议建立TCP连接。TCP连接则更依靠于底层的IP协议，IP协议的连接则依赖于链路层等更低层次。

        3,和机顶盒通信可以采用socket(自己决定采用udp的scoket还是tcp的socket,一般采用的是tcp的socket)

        4, Socket的分类
        4.1, 根据不同的的底层协议，Socket的实现是多样化的.这里只介绍TCP/IP协议族的内容.

        4.2,在这个协议族当中主要的Socket类型为流套接字（streamsocket）和数据报套接字(datagramsocket)。

        4.3,流套接字将TCP作为其端对端协议，提供了一个可信赖的字节流服务。

        4.4,数据报套接字使用UDP协议，提供数据打包发送服务。 下面，

       5,tcp的scoket和udp的socket的区别

       使用UDP方式android端和服务器端接收可以看出，其实android端和服务器端的发送和接收大庭相径，只要端口号正确了，相互通信就没有问题，

        TCP使用的是流的方式发送，UDP是以包的形式发送。

         

         

感谢:

   基于android的Socket通信         

 

四,总计:

1,传输层的TCP是基于网络层的IP协议的，
2,而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的，
3,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.

(二)websocket 和socket区别   

    1,websocket是应用层的协议,而socket是传输控制层的协议.  

    

(三)websocket 和http区别        

 相同点:

   1,都是应用层的协议

   2,都是基于tcp,并且都是可靠的协议

不同点:

    1,websocket是持久连接的协议,而http是非持久连接的协议.

    2,websocket是双向通信协议,模拟socket协议,可以双向发送消息,而http是单向的.

    3,websocket的服务端可以主动向客服端发送信息,而http的服务端只有在客户端发起请求时才能发送数据,无法主动向客户端发送信息.

 

(四)HTTPS和HTTP的区别主要为以下四点：

1、https协议需要到ca申请证书，一般免费证书很少，需要交费。

2、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。

3、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。

4、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,长连接和短连接

       1,短连接：在HTTP1.0中，客户端发送请求，服务器接收请求，双方建立连接，服务器响应资源，请求结束。

       2,长连接：在HTTP 1.1，客户端发出请求，服务端接收请求，双方建立连接，在服务端没有返回之前保持连接，当客户端再发送请求时，它会使用同一个连接。这一直继续到客户端或服务器端认为会话已经结束，其中一方中断连接。

       优势：减少了连接请求，降低TCP阻塞，减少了延迟，实时性较好。

       劣势：可能会影响性能，因为它在文件被请求之后还保持了不必要的连接很长时间。
 
 
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_38859786/article/details/80523642