SOCKET、TCP、HTTP之间的区别与联系

SOCKET、TCP、HTTP之间的区别与联系
一、 Socket

1、什么是socket
2、为什么需要socket
3、建立socket连接

二、HTTP(基于TCP)

1、HTTP的概念
2、HTTP连接的特点
- 连接请求：一次连接
- 连接请求：短连接(socket是长连接)

三、TCP/IP协议簇
四、HTTP、Socket、TCP的联系

1、SOCKET 是操作 TCP/IP 的编程接口
2、SOCKET与HTTP
- 长连接与短连接
- 保持数据的实时同步
3、TCP/IP和HTTP协议

五、HTTP、Socket、TCP的区别

Socket（套接字）
Socket长连接
什么时候用长连接，短连接
TCP连接和HTTP连接的区别
TCP连接与Socket连接的区别
HTTP连接与Socket连接的区别

六、常见问题

什么时候该用HTTP，什么时候该用socket ?
浏览器在与服务器建立了一个 TCP 连接后是否会在一个 HTTP 请求完成后断开？什么情况下会断开？
一个TCP 连接可以发多少个 HTTP 请求?
一个 TCP 连接中 HTTP 请求发送可以一起发送么（比如一起发三个请求，再三个响应一起接收）？
为什么有时候刷新页面不需要重新建立 SSL 连接？

Long connection, Socket and tomcat containers

联系

两个计算机进行网络通讯时使用TCP协议就够了，双方就能收发数据，但是无法解析数据；

HTTP协议解决了浏览器和服务器之间通讯协议的数据格式解析；

HTTP协议基于TCP协议，通过TCP协议传输数据；HTTP协议是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。

Socket套接字是通信的基石，是程序员能够进行 TCP/IP 编程的最小单位。是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。当使用 TCP 协议进行连接时，该 Socket 连接就是一个TCP 连接。

区别

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

HTTP是短连接，Socket(基于TCP协议的)是长连接

HTTP连接服务端无法主动发消息，客户端发送的每次请求服务器都需要回送响应。Socket连接双方请求的发送先后限制

一、 Socket

1、什么是socket

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。（其实就是bind绑定）

2、为什么需要socket

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，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、建立socket连接

前面在学习socket网络编程的过程中，我们已经对这一个过程有了深刻的认识，由于本文更多了解的是概念性的东西，在这里不做socket编程的展开。

（1）建立Socket连接至少需要一对套接字（socket函数），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 。

（2）bind做网络通信必须的五种信息绑定。

（3）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。

二、HTTP(基于TCP)

1、HTTP的概念

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。

2、HTTP连接的特点

连接请求：一次连接

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求服务器都需要回送响应，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。

连接请求：短连接(socket是长连接)

由于HTTP在每次请求结束后服务端都会主动释放连接，因此HTTP连接是一种“短连接”，要保持客户端程序的在线状态，客户端需要向服务器不断地发起连接请求。

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。

通常的做法是即使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保持连接的请求（心跳包），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”。

三、TCP/IP协议簇

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。

注意：TCP/IP 协议不仅仅指的是 TCP 和 IP 两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇，只是因为在 TCP/IP 协议中 TCP协议和 IP 协议最具代表性，所以被称为 TCP/IP 协议。

TCP/IP传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。

就像配置串口通信一样，通信双方要提前制定好规则，这样接受信息的过程、接受到的信息才会正确。

四、HTTP、Socket、TCP的联系

1、SOCKET 是操作 TCP/IP 的编程接口

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），例如当使用 TCP 协议进行连接时，该 Socket 连接就是一个TCP 连接。

从程序员的层面上来说：socket 则是对 TCP/IP 协议的封装和应用。

Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。

实际上，Socket跟TCP/IP协议没有必然的联系。Socket编程接口在设计的时候，就希望也能适应其他的网络协议。所以说，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。

“TCP/IP只是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要具体实现，同时还要提供对外的操作接口。TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口。”

2、SOCKET与HTTP

长连接与短连接

Socket是长连接：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，这称为长连接(socket会自动向服务端发送心跳包吧，这样可一直保持连接)。

HTTP是短连接：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。【发送请求 > 回复 > 断开】，这称为短连接。

保持数据的实时同步

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。

（1）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；

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。

（2）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。

3、TCP/IP和HTTP协议

TPC/IP协议是传输层协议，主要解决数据在网络中如何传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。

“我们在传输数据时，可以只使用（传输层）TCP/IP协议，但是那样的话，如果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议，应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等。

五、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：

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。

Socket（套接字）

现在我们了解到TCP/IP只是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要具体实现，同时还要提供对外的操作接口。就像操作系统会提供标准的编程接口，比如Win32编程接口一样，TCP/IP也必须对外提供编程接口，这就是Socket。现在我们知道，Socket跟TCP/IP并没有必然的联系。Socket编程接口在设计的时候，就希望也能适应其他的网络协议。所以，Socket的出现只是可以更方便的使用TCP/IP协议栈而已，其对TCP/IP进行了抽象，形成了几个最基本的函数接口。比如create，listen，accept，connect，read和write等等，不同语言都有对应的建立Socket服务端和客户端的库。

Socket长连接

所谓长连接，指在一个TCP连接上可以连续发送多个数据包，在TCP连接保持期间，如果没有数据包发送，需要双方发检测包以维持此连接(心跳包)，一般需要自己做在线维持。短连接是指通信双方有数据交互时，就建立一个TCP连接，数据发送完成后，则断开此TCP连接。比如Http的，只是连接、请求、关闭，过程时间较短,服务器若是一段时间内没有收到请求即可关闭连接。其实长连接是相对于通常的短连接而说的，也就是长时间保持客户端与服务端的连接状态。

短连接操作步骤是：
连接→数据传输→关闭连接；

长连接操作步骤是：
连接→数据传输→保持连接(心跳)→数据传输→保持连接(心跳)→……→关闭连接；

什么时候用长连接，短连接

长连接多用于操作频繁，点对点的通讯，而且连接数不能太多情况。每个TCP连接都需要三步握手，这需要时间，如果每个操作都是先连接，再操作的话那么处理速度会降低很多，所以每个操作完后都不断开，次处理时直接发送数据包就OK了，不用建立TCP连接。例如：数据库的连接用长连接，如果用短连接频繁的通信会造成Socket错误，而且频繁的Socket创建也是对资源的浪费。

TCP连接和HTTP连接的区别

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。

总结：HTTP基于TCP

TCP连接与Socket连接的区别

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服务器托管网，是不可靠的，大多数的即时通讯IM都是后者。

总结：Socket也基于TCP,socket 是实现TCP，UDP的。类似于jedis（redis的java实现）和redis的关系。

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Sock服务器托管网et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。

六、常见问题

什么时候该用HTTP，什么时候该用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。

浏览器在与服务器建立了一个 TCP 连接后是否会在一个 HTTP 请求完成后断开？什么情况下会断开？

在 HTTP/1.0 中，一个服务器在发送完一个 HTTP 响应后，会断开 TCP 链接。但是这样每次请求都会重新建立和断开 TCP 连接，代价过大。某些服务器在完成这个 HTTP 请求之后，不断开 HTTP 请求使用的 TCP 连接。这样的好处是连接可以被重新使用，之后发送 HTTP 请求的时候不需要重新建立 TCP 连接，以及如果维持连接，那么 SSL 的开销也可以避免。

所以结论是：默认情况下建立 TCP 连接不会断开，只有在请求报头中声明 Connection: close 才会在请求完成后关闭连接。

一个TCP 连接可以发多少个 HTTP 请求?

如果维持连接，一个 TCP 连接是可以发送多个 HTTP 请求的。

一个 TCP 连接中 HTTP 请求发送可以一起发送么（比如一起发三个请求，再三个响应一起接收）？

在 HTTP/1.1 存在 Pipelining 技术可以完成这个多个请求同时发送，但是由于浏览器默认关闭，所以可以认为这是不可行的。

在 HTTP2 中由于 Multiplexing 特点的存在，多个 HTTP 请求可以在同一个 TCP 连接中并行进行。

那么在 HTTP/1.1 时代，浏览器是如何提高页面加载效率的呢？主要有下面两点：

维持和服务器已经建立的 TCP 连接，在同一连接上顺序处理多个请求。

和服务器建立多个 TCP 连接。

为什么有时候刷新页面不需要重新建立 SSL 连接？

TCP 连接有的时候会被浏览器和服务端维持一段时间。TCP 不需要重新建立，SSL 自然也会用之前的。

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