HTTP.Socket.TCP详解

这会没事，整理了一下HTTP，socket，TCP之间的关系与区别，我们在面试的时候应该会经常问到这方面的东西，那么什么是HTTP呢？

HTTP属于老话题了，在项目中我们经常需要往服务端发POST或者GET请求，但是对于HTTP的了解不应只局限于此。千里之行，始于足下。越想走的远，基本原理就应该了解的透彻全面一些，仅仅停留在使用ASIHttpRequest或者AFNetWorking传个参数发个请求的程度上是不够的。这篇文章就是带你全方面回顾一下HTTP。

通过本文你能收获哪些内容：

  • 完整HTTP请求与响应包含的必要元素
  • HTTP不同版本之间的差异
  • HTTP、Socket、TCP的区别(易混)

一、HTTP协议

HTTP本质上是一种协议，全称是Hypertext Transfer Protocol，即超文本传输协议。从名字上可以看出该协议用于规定客户端与服务端之间的传输规则，所传输的内容不局限于文本(其实可以传输任意类型的数据)。

图1.1传输示意图.png

二、HTTP请求与响应的内容

当我们往服务端发送一条HTTP请求时都发送了哪些东西过去呢？

先看一个POST请求的示例图：

图2.1 HTTP_POST请求示例.png

注：本文使用Paw来模拟发送HTTP请求，使用Charles抓包，Charles选中"Request"以及"Raw"选项就可以看到请求的全部内容

以上示例图中其实已经包含了一个HTTP请求所必备的几大要素：请求行、请求头(headerField)、请求体(body)；同理，响应也有状态行、响应头、实体内容。接下来我们逐个展开。

1、请求行

请求行包含请求方法(Method)、请求统一资源标识符(URI)、HTTP版本号，如图2.1第一行所示：

图2.2 请求行.png

  • 请求方法就是我们所熟悉的POST、GET、HEAD、PUT等
  • URI就是URL中排除掉Host剩下的部分，也就是资源在服务器本地上的路径
  • HTTP版本号，目前主流的版本是1.1(1999年开始采用)，最新的版本是2.0(2015年5月发布)。不同版本之间差异下面会再展开

2、请求头

请求头主要存放对客户端想给服务端的附加信息，下图框框的部分就是请求头：

图2.3 请求头.png

HTTP请求在iOS中用NSURLRequest与NSMutableRequest表示；HTTP响应用NSHTTPURLResponse表示。

  • Host: 目标服务器的网络地址
  • Accept: 让服务端知道客户端所能接收的数据类型，如text/html */*
  • Content-Type: body中的数据类型，如application/json; charset=UTF-8
  • Accept-Language: 客户端的语言环境，如zh-cn
  • Accept-Encoding: 客户端支持的数据压缩格式，如gzip
  • User-Agent: 客户端的软件环境，我们可以更改该字段为自己客户端的名字，比如QQ music v1.11，比如浏览器Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_10_5) AppleWebKit/600.8.9 (KHTML, like Gecko) Maxthon/4.5.2
  • Connection: keep-alive，该字段是从HTTP 1.1才开始有的，用来告诉服务端这是一个持久连接，“请服务端不要在发出响应后立即断开TCP连接”。关于该字段的更多解释将在后面的HTTP版本简介中展开。
  • Content-Length: body的长度，如果body为空则该字段值为0。该字段一般在POST请求中才会有。

POST请求的body请求体也有可能是空的，因此POST中Content-Length也有可能为0

  • Cookie: 记录者用户信息的保存在本地的用户数据，如果有会被自动附上

值得一提的是，在iOS中当你发送一个任意请求时，不管你愿不愿意，NSURLRequest都会自动帮你记录你所访问的URL上设置的cookie。在iOS中用NSHTTPCookieStorage表示，是一个单例。通过


1

2

3

4

NSHTTPCookieStorage *cookieJar = [NSHTTPCookieStorage sharedHTTPCookieStorage];

for (NSHTTPCookie *cookie in [cookieJar cookies]) {

 NSLog(@"%@", cookie);

}

可以获取目前被自动保存的所有cookie。对cookie的操作感兴趣的请移步iOS中http请求使用cookie这篇文章。

以上就是我们日常开发中比较经常遇到的请求头，其实还有其他的field，但篇幅所限无法一一列出，想了解所有请求头请看这里请求头响应头列表。那在iOS中如何设置添加这些field呢？可以使用-[NSMutableURLRequest addValue: forHTTPHeaderField:]方法，获取当前请求已经设置的field可以用-[NSURLRequest
allHTTPHeaderFields]。也就是我们可以通过以上接口定制我们所需要的请求头，但是有些field是不能改的，我们看一下iOS的描述：

图2.4 iOS请求头接口描述.png

从文档中我们可以看到，在iOS中不应当对Authorization Connection Host WWW-Authenticate这几个header field做更改。

3、请求体

真正需要发给服务端的数据，在使用POST-multipart上传请求中请求体就是上传文件的二进制NSData类型数据；在GET请求中请求体为空；在普通的POST请求中请求体就是一些表单数据。在iOS中一般用NSURLRequest与NSMutableURLRequest的HTTPBody属性表示，添加body用-[NSMutableURLRequest setHTTPBody:]。

4、响应状态行

状态行是服务端返回给客户端的状态信息，包含HTTP版本号、状态码、状态码对应的英文名称。

以下就是典型的正确状态行：


1

HTTP/1.1 200 OK

这个部分需要讲的是错误码。事实上HTTP请求错误码可以根据错误码从左往右第一个数字大致分为以下几类：

1XX：信息提示。不代表成功或者失败，表示临时响应，比如100表示继续，101表示切换协议

2XX: 成功

3XX: 重定向

4XX:客户端错误，很有可能是客户端发生问题，如亲切可爱的404表示未找到文件，说明你的URI是有问题的，服务器机子上该目录是没有该文件的；414URI太长

5XX: 服务器错误，比如504网关超时

错误码是不用去记的，出错了再查对应的错误码含义就行。但是知道上面的分类有助于第一时间做出大体的判断，起码你能清楚是服务端还是客户端的原因。

5、响应头与响应实体

这部分与请求部分差异不大，响应头的字field会有稍许不同，响应头中的header field同样移步请求头响应头列表。

三、HTTP版本简介

这里我把HTTP版本简单分为三类：1.1之前，1.1，2.0，针对这三类做个主要差异的介绍：

HTTP 1.1之前

  • 不支持持久连接。一旦服务器对客户端发出响应就立即断开TCP连接
  • 无请求头跟响应头
  • 客户端的前后请求是同步的。下一个请求必须等上一个请求从服务端拿到响应后才能发出，有点类似多线程的同步机制。

HTTP 1.1(主流版本)

与1.1之前的版本相比，做了以下性能上的提升

  • 增加请求头跟响应头
  • 支持持久连接。客户端通过请求头中指定Connection为keep-alive告知服务端不要在完成响应后立即释放连接。HTTP是基于TCP的，在HTTP 1.1中一次TCP连接可以处理多次HTTP请求
  • 客户端不同请求之间是异步的。下一个请求不必等到上一个请求回来后再发出，而可以连续发出请求，有点类似多线程的异步处理。

HTTP 2.0

本着向下兼容的原则，1.1版本有的特性2.0都具备，也使用相同的API。但是2.0将只用于https网址。由于2.0的普及还需要比较长的一段时间，这里不展开，更多新特性请参考这篇文章。

我们重点关注一下当前1.1版本所做几点改变。支持持久连接有什么好处呢？HTTP是基于TCP连接的，如果连接被频繁地启动然后断开就会花费很多资源在TCP三次握手以及四次挥手上，效率低下。以请求一个网页为例，我们知道，一个html网页上的图片资源并不是直接嵌入在网页上，而只是提供url，图片仍需要额外发HTTP 请求去下载。一个网页从请求到最终加载到本地往往需要经过过个HTTP请求。在1.1版本之前请求一个网页就需要发生多次"握手-挥手"的过程，每次连接之间相互独立；而1.1及之后的版本最少只需要一次就够。

再来就是请求异步，其好处参考多线程异步处理，在此不展开。

以上特性可以用图2.3表示：

图3.1 异步请求.jpg

我们可以看到：1、N次请求其实只建立了1次TCP连接，2、N次请求连续异步发出。

四、HTTP、Socket、TCP的区别

这三个概念经常被谈到，也是比较容易被混掉的概念。在回顾之前我们先看一下这三者在TCP/IP协议族中的位置关系：

图4.1 层次关系.png

HTTP是应用层的协议，更靠近用户端；TCP是传输层的协议；而socket是从传输层上抽象出来的一个抽象层，本质是接口。所以本质上三种还是很好区分的。尽管如此，有时候你可能会懵逼，HTTP连接、TCP连接、socket连接有什么区别？好吧，如果上面的图解释的还是不够清楚的话，我们继续往下看。

1、TCP连接与HTTP连接的区别

上文提过，HTTP是基于TCP的，客户端往服务端发送一个HTTP请求时第一步就是要建立与服务端的TCP连接，也就是先三次握手，“你好，你好，你好”。从HTTP 1.1开始支持持久连接，也就是一次TCP连接可以发送多次的HTTP请求。

小总结：HTTP基于TCP

2、TCP连接与Socket连接的区别

在图4.1中我们提到，socket层只是在TCP/UDP传输层上做的一个抽象接口层，因此一个socket连接可以基于连接，也有可能基于UDP。基于TCP协议的socket连接同样需要通过三次握手建立连接，是可靠的；基于UDP协议的socket连接不需要建立连接的过程，不过对方能不能收到都会发送过去，是不可靠的，大多数的即时通讯IM都是后者。

小总结：Socket也基于TCP

3、HTTP连接与Socket连接的区别

区分这两个概念是比较有意义的，毕竟TCP看不见摸不着，HTTP与Socket是实实在在能用到的。

  • HTTP是短连接，Socket(基于TCP协议的)是长连接。尽管HTTP1.1开始支持持久连接，但仍无法保证始终连接。而Socket连接一旦建立TCP三次握手，除非一方主动断开，否则连接状态一直保持。
  • HTTP连接服务端无法主动发消息，Socket连接双方请求的发送先后限制。这点就比较重要了，因为它将决定二者分别适合应用在什么场景下。HTTP采用“请求-响应”机制，在客户端还没发送消息给服务端前，服务端无法推送消息给客户端。必须满足客户端发送消息在前，服务端回复在后。Socket连接双方类似peer2peer的关系，一方随时可以向另一方喊话。

4、问题来了：什么时候该用HTTP，什么时候该用socket

这个问题的提出是很自然而然的。当你接到一个与另一方的网络通讯需求，自然会考虑用HTTP还是用Socket。

  • 用HTTP的情况：双方不需要时刻保持连接在线，比如客户端资源的获取、文件上传等。
  • 用Socket的情况：大部分即时通讯应用(QQ、微信)、聊天室、苹果APNs等

时间： 2024-07-31 16:13:28

HTTP.Socket.TCP详解的相关文章

Socket 死连接详解

Socket 死连接详解 当使用 Socket 进行通信时,由于各种不同的因素,都有可能导致死连接停留在服务器端,假如服务端需要处理的连接较多,就有可能造成服务器资源严重浪费,对此,本文将阐述其原理以及解决方法. 在写 Socket 进行通讯时,我们必须预料到各种可能发生的情况并对其进行处理,通常情况下,有以下两种情况可能造成死连接: 通讯程序编写不完善 网络/硬件故障 a) 通讯程序编写不完善 这里要指出的一点就是,绝大多数程序都是由于程序编写不完善所造成的死连接,即对 Socket 未能进行

socket API详解

send函数 int send( SOCKET s,   const char FAR *buf,   int len,   int flags ); 不论是客户还是服务器应用程序都用send函数来向TCP连接的另一端发送数据. 客户程序一般用send函数向服务器发送请求,而服务器则通常用send函数来向客户程序发送应答. 该函数的第一个参数指定发送端套接字描述符: 第二个参数指明一个存放应用程序要发送数据的缓冲区: 第三个参数指明实际要发送的数据的字节数: 第四个参数一般置0. 这里只描述同步

Linux的SOCKET编程详解（转）

Linux的SOCKET编程详解 1. 网络中进程之间如何通信 进 程通信的概念最初来源于单机系统.由于每个进程都在自己的地址范围内运行,为保证两个相互通信的进 程之间既互不干扰又协调一致工作,操作系统为进程通信提供了相应设施,如 UNIX BSD有:管道(pipe).命名管道(named pipe)软中断信号(signal) UNIX system V有:消息(message).共享存储区(shared memory)和信号量(semaphore)等. 他们都仅限于用在本机进程之间通信.网间进

socket原理详解

1.什么是socket 我们知道进程通信的方法有管道.命名管道.信号.消息队列.共享内存.信号量,这些方法都要求通信的两个进程位于同一个主机.但是如果通信双方不在同一个主机又该如何进行通信呢?在计算机网络中我们就学过了tcp/ip协议族,其实使用tcp/ip协议族就能达到我们想要的效果,如下图(图片来源于<tcp/ip协议详解卷一>第一章1.3) .  图一 各协议所处层次 当然,这样做固然是可以的,但是,当我们使用不同的协议进行通信时就得使用不同的接口,还得处理不同协议的各种细节,这就增加了

c/c++ socket函数详解

c/c++ socket函数详解 注意: 使用socketAPI前,要先将相关链接库(Ws2_32.lib)加入链接,并使用WSAStartUp函数初始化.每个socket函数都可能失败(返回-1),需要判断结果 socket分成两种: 一种专门用来监听新链接(或新活动),这种socket叫做master socket,一般只存在于服务器 一种专门用来收发数据,这种socket叫做connected socket,客户端和服务器都存在 int socket(int af,int type,int

php socket函数详解

转自:http://blog.163.com/[email protected]/blog/static/2889641420138213514298/ 最近在用socket实现服务端向客户端主动推送消息函数名 描述socket_accept() 接受一个Socket连接socket_bind() 把socket绑定在一个IP地址和端口上socket_clear_error() 清除socket的错误或最后的错误代码socket_close() 关闭一个socket资源socket_connec

Socket模型详解(转)

Socket模型详解(转) Socket模型详解 两种I/O模式 一.选择模型 二.异步选择 三.事件选择 四.重叠I/O模型 五.完成端口模型 五种I/O模型的比较 两种I/O模式 1. 两种I/O模式 阻塞模式:执行I/O操作完成前会一直进行等待,不会将控制权交给程序.套接字默认为阻塞模式.可以通过多线程技术进行处理. 非阻塞模式:执行I/O操作时,Winsock函数会返回并交出控制权.这种模式使用起来比较复杂,因为函数在没有运行完成就进行返回,会不断地返回 WSAEWOULDBLOCK错误

Linux 网络编程三（socket代码详解）

//网络编程客户端 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h>//htons()函数头文件 #include <ne

Java开发之Socket编程详解

本文从3个方面对Socket编程进行详解: 一,网络编程中两个主要的问题 二,两类传输协议:TCP:UDP 三,基于Socket的java网络编程 一,网络编程中两个主要的问题 一个是如何准确的定位网络上一台或多台主机,另一个就是找到主机后如何可靠高效的进行数据传输. 在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位,数据传输的路由,由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机.而TCP层则提供面向应用的可靠(tcp)的或非可靠(UDP)的数据传输机制,这是网络编程的主要对象,一般不需要