计算机网络——概要

当我们在谈论HTTP、TCP／IP、Socket时，我们在谈论什么？

网络协议层

网络七层协议

即，osi 7层模型，一般的教材都会给出，如下：

graph TD
A[应用层]-->B[表示层]
B-->C[会话层]
C-->D[传输层]
D-->E[网络层]
E-->F[数据链路层]
F-->G[物理层]
G-->F
F-->E
E-->D
D-->C
C-->B
B-->A

网络七层协议由下往上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其中物理层、数据链路层和网络层通常被称作媒体层，是网络工程师所研究的对象；传输层、会话层、表示层和应用层则被称作主机层，是用户所面向和关心的内容。

++HTTP协议++对应于++应用层++，++TCP协议++对应于++传输层++，++IP协议++对应于++网络层++，HTTP协议是基于TCP连接的,三者本质上没有可比性。

TCP/IP是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输；而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的++中间软件抽象层++，是它的一组接口。

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graph TD
a[HTTP所在的应用层]-->|socket| b[TCP/IP所在的传输层]
b-->|socket| a

每个层级下有着多种协议支持，下面这个表是在网络上找到的，是一个早期的图，我觉得了解那么回事儿就可以了。

序号	层级	协议
7	应用层	例如HTTP、SMTP、SNMP、FTP、Telnet、SIP、SSH、NFS、RTSP、XMPP、Whois、ENRP
6	表示层	例如XDR、ASN.1、SMB、AFP、NCP
5	会话层	例如ASAP、TLS、SSH、ISO 8327 / CCITT X.225、RPC、NetBIOS、ASP、Winsock、BSD sockets
4	传输层	例如TCP、UDP、RTP、SCTP、SPX、ATP、IL
3	网络层	例如IP、ICMP、IGMP、IPX、BGP、OSPF、RIP、IGRP、EIGRP、ARP、RARP、 X.25
2	数据链路层	例如以太网、令牌环、HDLC、帧中继、ISDN、ATM、IEEE 802.11、FDDI、PPP
1	物理层	例如线路、无线电、光纤、信鸽

TCP/IP五层模型

TCP/IP五层模型的协议分为：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。中继器、集线器、还有我们通常说的双绞线也工作在物理层；网桥（现已很少使用）、以太网交换机（二层交换机）、网卡（其实网卡是一半工作在物理层、一半工作在数据链路层）在数据链路层；路由器、三层交换机在网络层；传输层主要是四层交换机、也有工作在四层的路由器。

TCP/IP协议中的应用层处理七层模型中的第五层、第六层和第七层的功能。TCP/IP协议中的传输层并不能总是保证在传输层可靠地传输数据包，而七层模型可以做到。TCP/IP协议还提供一项名为UDP（用户数据报协议）的选择。UDP不能保证可靠的数据包传输。

TCP：面向连接、传输可靠(保证数据正确性,保证数据顺序)、用于传输大量数据(流模式)、速度慢，建立连接需要开销较多(时间，系统资源)。
UDP：面向非连接、传输不可靠、用于传输少量数据(数据包模式)、速度快。

TCP是一种流模式的协议，UDP是一种数据报模式的协议。

当我们谈论HTTP、TCP／IP、Socket时，我们在谈论什么

上面简单提到了以HTTP为代表的应用层，以TCP为代表传输层，以及以IP为代表的网络层的分工，那么，如果以一个WEB应用为例，这三种协议所代表的层级之间是如何协作分工的呢？换句话说，我在我的手机微信发的消息，经过了怎样的封装，途中经历了怎样的传输，就送到了另一部手机上显示出来的呢？这中间，Socket又是一个怎样的角色？它仅仅是一个概念吗？既然TCP和IP本是属于不同层级的两种协议，为何总是表达成TCP／IP这种组合的形式？

区分概念

TCP/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输；
而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据
Socket是API，主要实现了TCP协议，bind、listen、connect、accept、close都是这个API中提供的接口函数。

“协议”汉语上可以这样解释：

经过谈判、协商而制定的共同承认、共同遵守、经协商取得的一致意见

就比如，TCP协议就是一个规则，这个规则中，提出了三次握手（Client端提出连接请求的时候），四次握手（在有一方提出断开请求的时候）的等概念。通过这个规则，人们可以更准确更及时，尽可能“完美”地实现层到层的数据传输，完成传输层应该完成的任务。而经过多年的实践，这个规则人们用着挺舒服，也就有继续研究和使用的必要了，至于怎么去实现这些规则，类似Socket的种种API应运而生。
下面几个部分，我们先说TCP，再说Socket，最后说HTTP

TCP

要想明白Socket连接，先要明白TCP连接。手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议，可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口，使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

TCP协议基于在客户端Client与服务端Server的信息交互，TCP最重要的特点是建立Client与Server的连接时需要三次握手，有关三次握手，我真是不想看，不想看又不会【sad】

第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

三次握手(Three-way Handshake)即建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立TCP连接,~~并同步连接双方的序列号和确认号并交换TCP 窗口大小信息~~。在socket编程中，客户端执行connect()时,将触发三次握手。

握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”。

TCP连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次握手(four-way handshake)。在socket编程中，任何一方执行close()操作即可产生握手（有地方称为“挥手”）操作。之所以有“三次握手”和“四次握手”的区别，是因为连接时当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，”你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。