IOS-HTTP协议

网络由下往上分为

　　物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

　　通过初步的了解，我知道IP协议对应于网络层，TCP协议对应于传输层，而HTTP协议对应于应用层，

　　三者从本质上来说没有可比性，

　　socket则是对TCP/IP协议的封装和应用(程序员层面上)。

　　也可以说，TPC/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。

　　关于TCP/IP和HTTP协议的关系，网络有一段比较容易理解的介绍：

　　“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，也可以自己定义应用层协议。

　　WEB使用HTTP协议作应用层协议，以封装HTTP文本信息，然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。”

　　而我们平时说的最多的socket是什么呢，实际上socket是对TCP/IP协议的封装，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。

　　网络有一段关于socket和TCP/IP协议关系的说法比较容易理解：

　　“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。

　　这个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。”

　　关于TCP/IP协议的相关只是，用博大精深来讲我想也不为过，单单查一下网上关于此类只是的资料和书籍文献的数量就知道，

　　这个我打算会买一些经典的书籍(比如《TCP/IP详解：卷一、卷二、卷三》)进行学习，今天就先总结一些基于基于TCP/IP协议的应用和编程接口的知识，也就是刚才说了很多的HTTP和Socket。

　　CSDN上有个比较形象的描述：HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机，提供了网络通信的能力。

　　实际上，传输层的TCP是基于网络层的IP协议的，而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的，而Socket本身不算是协议，就像上面所说，它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。

　　一、HTTP链接的特点

　　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。

　　HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，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”。

　　二、TCP和UDP的区别

　　1、TCP是面向链接的，虽然说网络的不安全不稳定特性决定了多少次握手都不能保证连接的可靠性，但TCP的三次握手在最低限度上(实际上也很大程度上保证了)保证了连接的可靠性;

　　而UDP不是面向连接的，UDP传送数据前并不与对方建立连接，对接收到的数据也不发送确认信号，发送端不知道数据是否会正确接收，当然也不用重发，所以说UDP是无连接的、不可靠的一种数据传输协议。

　　2、也正由于1所说的特点，使得UDP的开销更小数据传输速率更高，因为不必进行收发数据的确认，所以UDP的实时性更好。

　　知道了TCP和UDP的区别，就不难理解为何采用TCP传输协议的MSN比采用UDP的QQ传输文件慢了，但并不能说QQ的通信是不安全的，

　　因为程序员可以手动对UDP的数据收发进行验证，比如发送方对每个数据包进行编号然后由接收方进行验证啊什么的，

　　即使是这样，UDP因为在底层协议的封装上没有采用类似TCP的“三次握手”而实现了TCP所无法达到的传输效率。

三、HTTPS

HTTPS传输协议原理

对称加密：密钥只有一个，加密解密为同一个密码，且加解密速度快，典型的对称加密算法有DES、AES等

非对称加密：密钥成对出现（且根据公钥无法推知私钥，根据私钥也无法推知公钥），加密解密使用不同密钥（公钥加密需要私钥解密，私钥加密需要公钥解密），相对对称加密速度较慢，典型的非对称加密算法有RSA、DSA等

HTTPS通信过程

优点

1. 客户端产生的密钥只有客户端和服务器端能得到
2. 加密的数据只有客户端和服务器端才能得到明文
3. 客户端到服务端的通信是安全的

　　四、HTTP缓存机制

HTTP/1.1中缓存的目的是为了在很多情况下减少发送请求，同时在许多情况下可以不需要发送完整响应。前者减少了网络回路的数量；HTTP利用一个“过期（expiration）”机制来为此目的。后者减少了网络应用的带宽；HTTP用“验证（validation）”机制来为此目的。

HTTP定义了3种缓存机制：

Freshness allows a response to be used without re-checking it on the origin server, and can be controlled by both the server and the client. For example, the Expires response header gives a date when the document becomes stale, and the Cache-Control: max-age directive tells the cache how many seconds the response is fresh for.

Validation can be used to check whether a cached response is still good after it becomes stale. For example, if the response has a Last-Modified header, a cache can make a conditional request using the If-Modified-Since header to see if it has changed.

Invalidation is usually a side effect of another request that passes through the cache. For example, if URL associated with a cached response subsequently gets a POST, PUT or DELETE request, the cached response will be invalidated.

关于web缓存方面的内容可以参考：Caching Tutorial for Web Authors and Webmasters（英文版）（中文版）

　　五、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。

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。

　　六、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。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

在iOS中，发HTTP请求一般用原生的NSURLConnection、NSURLSession或者开源的AFNetWorking(推荐)、ASIHttpRequest(已停止更新)。连接Socket连接我用的比较多是robbiehanson大神的CocoaAsyncSocket (XMPPFramework也是出自他手)。

　　七、HTTP通信过程 - 请求和响应

1.HTTP通信过程 - 请求

HTTP协议规定：1个完整的由客户端发给服务器的HTTP请求中包含以下内容

请求行：包含了请求方法、请求资源路径、HTTP协议版本

GET /MJServer/resources/images/1.jpg HTTP/1.1

请求头：包含了对客户端的环境描述、客户端请求的主机地址等信息

Host: 192.168.1.105:8080 // 客户端想访问的服务器主机地址

User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.9) Firefox/30.0// 客户端的类型，客户端的软件环境

Accept: text/html, */*// 客户端所能接收的数据类型

Accept-Language: zh-cn // 客户端的语言环境

Accept-Encoding: gzip // 客户端支持的数据压缩格式

请求体：客户端发给服务器的具体数据，比如文件数据

2.HTTP通信过程 - 响应

客户端向服务器发送请求，服务器应当做出响应，即返回数据给客户端

HTTP协议规定：1个完整的HTTP响应中包含以下内容：

状态行：包含了HTTP协议版本、状态码、状态英文名称

HTTP/1.1 200 OK

响应头：包含了对服务器的描述、对返回数据的描述

Server: Apache-Coyote/1.1 // 服务器的类型

Content-Type: image/jpeg // 返回数据的类型

Content-Length: 56811 // 返回数据的长度

Date: Mon, 23 Jun 2014 12:54:52 GMT // 响应的时间

实体内容：服务器返回给客户端的具体数据，比如文件数据

八、发送HTTP请求的方法

1.简单说明

在HTTP/1.1协议中，定义了8种发送http请求的方法

GET、POST、OPTIONS、HEAD、PUT、DELETE、TRACE、CONNECT、PATCH

根据HTTP协议的设计初衷，不同的方法对资源有不同的操作方式

PUT ：增

DELETE ：删

POST：改

GET：查

提示：最常用的是GET和POST（实际上GET和POST都能办到增删改查）

2.get和post请求

要想使用GET和POST请求跟服务器进行交互，得先了解一个概念：参数就是传递给服务器的具体数据，比如登录时的帐号、密码

GET和POST对比：GET和POST的主要区别表现在数据传递上

GET

在请求URL后面以?的形式跟上发给服务器的参数，多个参数之间用&隔开，比如http://ww.test.com/login?username=123&pwd=234&type=JSON

注意：由于浏览器和服务器对URL长度有限制，因此在URL后面附带的参数是有限制的，通常不能超过1KB

POST

发给服务器的参数全部放在请求体中

理论上，POST传递的数据量没有限制（具体还得看服务器的处理能力）

3.GET和POST的选择

选择GET和POST的建议

（1）如果要传递大量数据，比如文件上传，只能用POST请求

（2）GET的安全性比POST要差些，如果包含机密\敏感信息，建议用POST

（3）如果仅仅是索取数据（数据查询），建议使用GET

（4）如果是增加、修改、删除数据，建议使用POST

4.iOS中发送HTTP请求的方案

在iOS中，常见的发送HTTP请求（GET和POST）的解决方案有

（1）苹果原生（自带）

NSURLConnection：用法简单，最古老最经典最直接的一种方案

NSURLSession：iOS 7新出的技术，功能比NSURLConnection更加强大

CFNetwork：NSURL*的底层，纯C语言

（2）第三方框架

ASIHttpRequest：外号“HTTP终结者”，功能极其强大，可惜早已停止更新

AFNetworking：简单易用，提供了基本够用的常用功能

建议：

为了提高开发效率，企业开发用的基本是第三方框架

5.ASI和AFN架构对比

说明：AFN基于NSURL，ASI基于CFHTTP，ASI的性能更好一些。