tcp ip http socket udp

先来一个讲TCP、UDP和HTTP 

1、TCP/IP是个协议组，可分为三个层次：网络层、传输层和应用层。
在网络层有IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议和BOOTP协议。
在传输层中有TCP协议与UDP协议。
在应用层有FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS等协议。
因此，HTTP本身就是一个协议，是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

2、HTTP协议是建立在请求/响应模型上的。首先由客户建立一条与服务器的TCP链接，并发送一个请求到服务器，请求中包含请求方法、URI、协议版本以及相关的MIME样式的消息。服务器响应一个状态行，包含消息的协议版本、一个成功和失败码以及相关的MIME式样的消息。
HTTP/1.0为每一次HTTP的请求/响应建立一条新的TCP链接，因此一个包含HTML内容和图片的页面将需要建立多次的短期的TCP链接。一次TCP链接的建立将需要3次握手。
另外，为了获得适当的传输速度，则需要TCP花费额外的回路链接时间（RTT）。每一次链接的建立需要这种经常性的开销，而其并不带有实际有用的数据，只是保证链接的可靠性，因此HTTP/1.1提出了可持续链接的实现方法。HTTP/1.1将只建立一次TCP的链接而重复地使用它传输一系列的请求/响应消息，因此减少了链接建立的次数和经常性的链接开销。

3、结论：虽然HTTP本身是一个协议，但其最终还是基于TCP的。不过，目前，有人正在研究基于TCP+UDP混合的HTTP协议。

 

 

Socket是什么呢？
       Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。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。

 

 

这是从大的概况上描述了一下相互关系，还有一些重要的细节需要进一步了解，很多时候，这些细节才更重要。

我们将按这样的顺序讨论：

  • http,tcp, upd,socket等，最终目的是用于通信，所以设计这些协议或者接口的时候，肯定会涉及通信机制，那么“三次握手”是啥，为何是"三次握手“，两次或四次可以？
  • 实现是落实到httpConnectClient，需要设置那些参数呢。
  • http1.0和http1.1有啥不同。
  • 我们在服务器上经常看到tcp的一些状态是TIME_WAIT是啥意思，还有那些状态。

  1. 为何三次握手？ 

至于什么是三次握手，则可以参考各种文档，三次握手。可以用一张图来看一下：

三次握手的起因：

通信最主要的是信道的安全，那就是c和s通信，c要确保s的真实存在； s也要包装c的真实存在。

那就好了： c如何保证s真实存在？ 发j，必须返回k，和j+1； 这样就验证了；

那么s也需要包装s的真实存在，同样原理：过去的k，必须应答k+1，否则无法正常建立。当然，加密通信时，进一步提高安全性。这只是最小代价的验证方式，但并不是绝对安全。

更为合理的解释：

这个问题的本质是, 信道不可靠, 但是通信双发需要就某个问题达成一致. 而要解决这个问题,  无论你在消息中包含什么信息, 三次通信是理论上的最小值. 所以三次握手不是TCP本身的要求, 而是为了满足"在不可靠信道上可靠地传输信息"这一需求所导致的. 请注意这里的本质需求,信道不可靠, 数据传输要可靠. 三次达到了, 那后面你想接着握手也好, 发数据也好, 跟进行可靠信息传输的需求就没关系了.因为验证信道安全的事情已经结束，但理论上是无法绝对安全的，因为验证的总是当前的状态，下一刻也许被攻击或者失去联系（比如服务器掉电，战争中的电报机突然被炸毁）。

因此,如果信道是可靠的, 即无论什么时候发出消息, 对方一定能收到, 或者你不关心是否要保证对方收到你的消息, 那就能像UDP那样直接发送消息就可以了.”。这可视为对“三次握手”目的的另一种解答思路。

假设是2次握手会发生什么？

C发送请求，S应答并分配资源 ；

一旦S的应答没有到达C端，C认为连接未建立，而S认为建立了

S会在一段时间内保留分配的资源

如果大量C这样请求，S会崩溃。

如果是四次握手呢？

其实以后可以无限次的握手，是更加安全的验证通道，最终还是为了传输”数据“，这是一种”安全性“和”代价“的平衡策略。为了安全，你可以验证四次，甚至五次，只是这增加了成本，相对提高了一些信道安全的验证。

注：那张图我写成了”四次握手“，其实是错的，应该是四次挥手。

  1. httpConnectClient的实现
 1 String currentUrl=“http://www.cnblogs.com/notech”; //URL ?后面的内容为HTTP请求的正文URL url = new URL(currentUrl);
 2  
 3 HttpURLConnection httpurlconnection = url.openConnection();//下面的设置对应HTTP请求中的消息报头
 4 httpurlconnection.setRequestProperty("User-Agent",CommonValues.User_Agent);
 5 httpurlconnection.setRequestProperty("Accept",CommonValues.Accept);
 6 httpurlconnection.setRequestProperty("Accept-Charset",CommonValues.Accept_Charset);
 7 httpurlconnection.setRequestProperty("Accept-Language",CommonValues.Accept_Language);
 8 httpurlconnection.setRequestProperty("Connection",CommonValues.Connection);
 9 httpurlconnection.setRequestProperty("Keep-Alive",CommonValues.Keep_Alive);
10 httpurlconnection.setConnectTimeout(CommonValues.ConnectionTimeOut);
11 httpurlconnection.setReadTimeout(CommonValues.ReadTimeOut);
12              
13 httpurlconnection.connect();
14             
15 int responsecode = httpurlconnection.getResponseCode();
16              
17 if(responsecode == HttpURLConnection.HTTP_OK) //对应HTTP响应中状态行的响应码{
18 　　//操作请求流，这里对应HTTP响应中的响应正文
19 }
20              
21 if (httpurlconnection != null) 
22 {
23    httpurlconnection.disconnect();
24 }

更多的参数可以参考官方文档：也就是http协议的官方文档。

http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616.html

 

  • http1.0和http1.1区别？

刚才提到了，一个重要的则是长连接的建立，提高网络使用率。当然更为全面的区别，可以参考一篇论文。更加全面。

Key Differences between HTTP/1.0 and HTTP/1.1

如果因为国内限制访问很多国外ip，我拷贝一段重要的：

We structure our discussion by (somewhat arbitrarily) dividing the protocol changes into nine major areas:

1.
Extensibility
2.
Caching
3.
Bandwidth optimization
4.
Network connection management
5.
Message transmission
6.
Internet address conservation
7.
Error notification
8.
Security, integrity, and authentication
9.
Content negotiation

 

  • tcp状态，TIME_WAIT？

 

通信双方建立TCP连接后，主动关闭连接的一方就会进入TIME_WAIT状态。

客户端主动关闭连接时，会发送最后一个ack后，然后会进入TIME_WAIT状态，再停留2个MSL时间(后有MSL的解释)，进入CLOSED状态。

使用netstat –an命令会看到很多TIME_WAIT的TCP链接。

更多：

LISTEN：(Listening for a connection.) 

 侦听来自远方的TCP端口的连接请求

SYN-SENT：(Active; sent SYN. Waiting for a matching connection request after having sent a connection request.

 再发送连接请求后等待匹配的连接请求

SYN-RECEIVED：(Sent and received SYN. Waiting for a confirming connection request acknowledgment after having both received and sent connection requests.)

 再收到和发送一个连接请求后等待对方对连接请求的确认

ESTABLISHED：(Connection established.)

 代表一个打开的连接

FIN-WAIT-1：(Closed; sent FIN.)

 等待远程TCP连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认

FIN-WAIT-2：(Closed; FIN is acknowledged; awaiting FIN.)

从远程TCP等待连接中断请求 

CLOSE-WAIT：(Received FIN; waiting to receive CLOSE.)

 等待从本地用户发来的连接中断请求

CLOSING：(Closed; exchanged FIN; waiting for FIN.)

等待远程TCP对连接中断的确认 

LAST-ACK：(Received FIN and CLOSE; waiting for FIN ACK.)

 等待原来的发向远程TCP的连接中断请求的确认

TIME-WAIT：(In 2 MSL (twice the maximum segment length) quiet wait after close. )

 等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认

CLOSED：(Connection is closed.)

 没有任何连接状态

 

  • http的keep-alive？

我们知道HTTP协议采用“请求-应答”模式，当使用普通模式，即非KeepAlive模式时，每个请求/应答客户和服务器都要新建一个连接，完成 之后立即断开连接（HTTP协议为无连接的协议）；当使用Keep-Alive模式（又称持久连接、连接重用）时，Keep-Alive功能使客户端到服 务器端的连接持续有效，当出现对服务器的后继请求时，Keep-Alive功能避免了建立或者重新建立连接。

File:HTTP persistent connection.svg

http 1.0中默认是关闭的，需要在http头加入"Connection: Keep-Alive"，才能启用Keep-Alive；http 1.1中默认启用Keep-Alive，如果加入"Connection: close "，才关闭。目前大部分浏览器都是用http1.1协议，也就是说默认都会发起Keep-Alive的连接请求了，所以是否能完成一个完整的Keep- Alive连接就看服务器设置情况。

有人会问，time一般多少时间？

Keepalive messages were not officially supported in HTTP 1.0. In HTTP 1.1 all connections are considered persistent, unless declared otherwise[1]. However, the default keepalive timeout of Apache 2.0 httpd is as little as 15 seconds]  and for Apache 2.2 only 5 seconds. The advantage of a short timeout is the ability to deliver multiple components of a web page quickly while not tying up multiple server processes or threads for too long.

 

当然tcp也有keepalive，不过只是验证tcp是否存活，和http的keepalive不是一回事，详细的可以参考下面的文档：

 

零零碎碎整理了一些，有些细节还需继续深入，并把理论和实践（代码）相结合，最好结合官方文档。防止误解和遗漏。

 

 

一些参考文章：

 

 

posted @ 2015-03-01 12:24  notech  阅读(887)  评论(0)  编辑  收藏  举报