iOS 开发之 HTTP、TCP/IP、Socket

概述

1. 网络层次：网络由下往上依次为, 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

2. IP 协议对应网络层、TCP 协议对应传输层、而 HTTP 协议对应应用层。

3. Socket 则是对 TCP/IP 协议的封装，针对程序员层面上的应用。

4. TCP/IP 协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输。

5. HTTP 是应用层协议，主要解决如何包装数据。

1. 在进行网络传输数据时，如果只使用传输层（TCP/IP）的协议，而没用应用层，便无法识别数据内容。

2. Socket是针对传输层的封装，严格上并不是一种协议，而是一个 API。其实为了方便使用 TCP/IP 协议而做出的抽象封装，从而形成了诸如 create、listen、connect、accept、send、read、write 这样的外用接口。

3. 具体的说。TCP/IP 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，同时还要对外提供系统级的操作接口。但为了供开发人员做网络开发，还需要提供所开发的使用接口，为此对此封装，出现了 Socket 的编程接口。

HTTP

HTTP 是一个应用层面向对象的协议，即可称"超文本传输协议"，是基于请求与响应，且无响应的协议。常基于 TCP 的连接方式。大部分 Web 开发都是构建在 http 协议上的 web 应用。

HTTP 有以下特点：

• 支持客户端和服务器模式；
• 简单快递：客户端向服务器请求数据时，只需要提供请求方法及请求路径，简单快速。常用的请求方式有PUT，DELETE，POST，GET，HEAD，因为 GET 和 POST 可以实现所有操作，所以使用更为广泛；
• 使用灵活：允许传输任何类型的数据对象，数据类型由 Content-Type 加以标记，使用灵活；
• 无连接：限制每次连接只处理一个请求，当服务器处理客户端请求后，并返回结果后，就断开连接，可实现无连接的功能；
• 无状态：http 协议对处理过的请求无记忆功能，如果请求先前的数据，则需要重传，有可能导致每次传输的数据量较大，但在服务器不需要先前的请求时，反映速度很快。

常用请求方式描述：

1. GET 请求：从服务器得到数据，效率高，数据可以被自动缓存起来。但有一定限制，对长度有所限制，一般在2~8k 之间。

2. POST 请求：向服务器发送数据，也可以获得服务器处理之后的数据结果，效率不如 GET 请求，POST 请求的数据不能被缓存，每次刷新后都需要重新提交表单。常用于用户隐私数据的传递。

3. HEAD 请求：通常用在下载文件之前，获取远程服务器的文件信息，相比较于 GET 请求，则不会下载文件数据，只获得响应头信息。一般使用HEAD请求的目的是提前告诉用户下载文件的信息，由用户确认是否需要下载此文件，最好发送同步请求。

TCP 连接过程

TCP 连接工程的三次握手：

第一次握手：客户端发送 syn 包（syn=j）到服务器，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（syn=j+1），需确认客户的 syn，同时自己的一个 ack 包（ack=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 syn+ack 包，向服务器发送确认包 ack（ack=k+1），此时发送完毕，客户端和服务器都进入 established 状态，完成三次握手。

1. 在传送包的过程中，包里并不包含数据，三次握手完毕后，才会开始正式传送数据。

2. 理想状态下，双方中只要一方不主动断开 TCP 连接的请求，那么 TCP 连接状态一直保持。

3. 如想断开 TCP 连接，双方都可以主动发起断开请求，断开的过程则需要经历四次握手的经历，直到确认断开 TCP 连接。

Socket 建立网络连接的步骤

建立 Socket 连接，只要需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为 ClientSocket，另一个运行于服务端，称为 ServerSocket。

Socket 的网络连接其实就是这一对对套接字的连接。

套接字的连接工程：

1、服务器监听：服务器处于等待连接的状态，其套接字并不定位具体的客户端的套接字，这个等待状态下，去实时监测网络状态，等待客户端的连接请求。

2、客户端请求：客户端的套接字提出连接请求（必须提供连接服务器的套接字的描述，指出服务端套接字的地址和端口号），要连接服务器端的套接字。

3、连接确认：当服务器端套接字监听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，把服务器套接字的描述发送给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接关系。而服务端套接字继续处于监听状态，继续接受其他客户端套接字的连接请求。

TCP 和 UDP 的区别

TCP 中文名为传输控制协议，UDP 中文名为用户数据报协议。两者的区别为：

1. TCP 是面向连接的服务。提供一对一的可靠通信，对传输过程中流失的数据包会恢复。虽由于网络的原因可能出现多少次握手不可靠的连接，但 TCP 的三次握手则在最大程度上保证了可靠的连接。类似打电话的过程。

2. UDP 是面向无连接的服务。提供一对一或对多的无连接不可靠服务。UDP 传输数据前并不和对方建立连接，十分高傲，对接收到的数据也不发送确认信号，导致发送端并不知道数据是否接收成功，并不用重发，所以说 UDP 是一种无连接，不可靠的数据传输协议。虽然相比 TCP 不是很可靠，但正因为这样，在传送小数据的时候速率更高，实时性更好，类似发短信。

MSN 采用的是 TCP 传输协议，而 QQ 传输则采用 DUP 传输协议，体会到 MSN 在传输文件上明显比 QQ 慢。但也不是说 QQ 的这种 DUP 传输数据没有安全保障，程序员可以对 UDP 的数据收发进行验证。