socket、http、udp、tcp的整理

1.socket简介

游戏开发中最常用的便是socket，socket本质是api，是对tcp/ip的封装。tcp/ip协议族是一个网络通信模型以及一系列网络传输协议，为互联网的基础通信架构。

tcp/ip网络模型分为四层：应用层、传输层、网络层、网络接口层。下面的表格是tcp/ip模型和osi模型的对比。

　　

tcp/ip	osi
应用层	应用层 表示层 会话层
传输层	传输层
网络层	网络层
网络接口层（又称链路层）	数据链路层 物理层

最上面是应用层，里面包含了http，ftp等协议。

第二层是传输层，提供应用程序间的通信，tcp和udp就属于这一层，socket是应用层与传输层之间的同一个抽象层。

接下来的便是网络层，负责计算机之间的通信，将数据加上ip地址选择去往目标的路径。包括ip、icmp控制报文协议等。

最下层是网络接口层，又称为链路层。负责接收ip数据包并通过网络发送，或者从网络上接收物理帧，抽出ip数据包，交给ip层。

socket其实是一种特殊的文件，一些函数对其进行读写操作。

socket的tcp连接流程如上图所示，udp连接则不需要建立连接。

2.socket接口函数

以c#为例，介绍socket的基本函数。

2.1.socket()函数

Socket(AddressFamily family, SocketType type, ProtocolType proto)

AddressFamily 地址族，决定了socket的地址类型
SocketType socket类型，包括Stream、Dgram、Raw、Rdm、Seqpacket。
ProtocolType socket使用的协议类型，常见的有tcp，udp。

2.2.bind()函数

Bind( EndPoint localEP )

EndPoint是表示ip+端口

2.3.listen()、connect()函数

Listen(int backlog)

backlog是socket可以排队的最大连接个数

Connect(IPAddress address, int port)//有多个重载函数

IPAddress表示地址，port表示端口

2.4.accept()函数

Socket Accept()//有多个重载函数

accept会返回一个新的套接字用来与客户端收发消息，绑定监听的套接字是另一个。

2.5.send和receive

send和receive有多个重载函数，可以理解为用于读取写入和读取套接字数据缓冲区 。

2.6.close()函数

void Close()//有多个重载函数
在服务器与客户端建立连接之后，会进行一些读写操作，完成了读写操作就要关闭相应的socket描述字，好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。

3.tcp和udp的区别

tcp	udp
连接	无连接
可靠	不可靠
面向字节流	面向报文
首部复杂20字节	首部简单8字节
传输速度慢	传输速度快

tcp和udp的主要区别如上图所示

3.1tcp和udp的头部结构

tcp头部结构

源端口号			目的端口号
数据序列号
确认序列号
偏移	保留	6个标志位	窗口大小
校验和			紧急指针
可选项
数据

6个标志位：
URG-紧急指针有效
ACK-确认序号有效
PSH-接收方应尽快将这个报文交给应用层
RST-连接重置
SYN-同步序号用来发起一个连接
FIN-终止一个连接

udp头部结构

源端口	目的端口
数据长度	校验和
数据

（1）16位源端口号，记录源端口号，在需要对方回信时选用。不需要时可用全0。
（2）16位目的端口号，记录目标端口号。这在终点交付报文时必须要使用到。
（3）数据长度 UDP数据报的长度（包括数据和首部），其最小值为8B（即仅有首部没有数据的情况）。
（4）校验和，检测UDP数据报在传输中是否有错，有错就丢弃。

3.2tcp的三次握手

第一次握手，客户端发送一个SYN包（序列号为x），进入SYN_SEND状态，等待服务器确认。

第二次握手，服务器收到SYN包需要返回一个ACK包（确认序列号为x+1），并且发送一个SYN包（序列号为y），此时服务器为SYN_RECV状态。

第三次握手，客户端收到服务器的ACK+SYN包，向服务器发送一个ACK包（确认序列号为y+1）,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，连接正式建立。

3.3tcp的四次挥手

4.http的介绍

http协议是Hyper Text Transfer Protocol（超文本传输协议）的缩写，是建立在tcp协议之上的一种应用。

http的特点包括：

1.无连接，服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。

2.无状态，无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。

3.灵活，允许传输任意类型的数据。

4.1http的消息结构

http请求报文结构，依次为：请求行、请求头、空行、请求数据。如下图：

请求方法	空格	URL	空格	协议版本	回车符	换行符
头部字段名	：	值	回车符		换行符
......
头部字段名：	：	值	回车符		换行符
回车符			换行符
请求数据

http响应报文结构，依次为：状态行、响应头、空行、响应数据。如下图：

协议版本	空格	状态码	空格	解释状态码的原因短语	回车符	换行符
头部字段名	：	值	回车符		换行符
......
头部字段名：	：	值	回车符		换行符
回车符			换行符
响应数据

4.2http的请求方法

GET	请求指定的页面信息，并返回实体主体。
POST	用来传输实体的主体。
HEAD	和GET类似，不过不返回报文的主体，只返回头部。
PUT	从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
DELETE	指明客户端想让服务器删除某个资源，与PUT方法相反。
CONNECT	CONNECT方法要求在与代理服务器通信时建立隧道，实现用隧道协议进行TCP通信。 主要使用SSL（安全套接层）和TLS（传输层安全）协议把通信内容加密后经网络隧道传输。
OPTIONS	用来查询针对请求URL指定的资源支持的方法。