webSocket、http、TCP、UDP协议

1. TCP (传输控制协议)

• 定位：传输层协议

• 特点：面向连接、可靠传输、流量控制、拥塞控制

• 工作原理：通过三次握手建立连接，确保数据有序、完整到达

• 速度：快（但需保证可靠性）

• 典型应用：HTTP、FTP、邮件传输等需要可靠性的场景

2. UDP (用户数据报协议)

• 定位：传输层协议

• 特点：无连接、不可靠、无流量控制

• 工作原理：直接发送数据包，不保证顺序和完整性

• 速度：非常快（头部开销小，无确认机制）

• 典型应用：实时视频/音频、DNS查询、在线游戏

3. HTTP (超文本传输协议)

• 概念：建立在 TCP 之上的请求-响应协议。它是万维网数据通信的基础。

• 通信模型：

  1. 短连接（HTTP/1.0默认）：客户端发起一个TCP连接 -> 发送一个HTTP请求 -> 服务器返回一个HTTP响应 -> 连接关闭。下次请求需要重新建立连接。

  2. 长连接（HTTP/1.1默认，Keep-Alive）：一个TCP连接可以用于发送多个请求/响应对，减少了建立连接的开销。

• 特点：

  • 单向：总是由客户端（如浏览器）主动发起请求，服务器被动响应。

  • 无状态：服务器默认不记录之前的请求上下文（需要靠Cookie/Session等技术实现状态）。

  • 基于文本/报文：头部信息是可读的文本格式。

4. WebSocket

• 概念：建立在 TCP 之上的全双工通信协议。它首先通过一个特殊的 HTTP 握手请求（Upgrade头）与服务器建立连接，成功后，连接就从HTTP协议升级为WebSocket协议。即WebSocket 在建立连接时采用 HTTP 协议，但连接建立成功后，后续的数据传输采用的是基于 TCP 的自定义帧协议。

• 通信模型：

  1. 握手阶段：使用HTTP协议（ws:// 或加密的 wss://）。

  2. 数据交换阶段：连接保持打开，服务器和客户端可以随时、主动地向对方发送数据帧。

• 特点：

  • 全双工：双方平等，可以同时发送和接收数据。

  • 长连接：连接一旦建立，会持续存在，直到显式关闭。

  • 低开销：数据帧头部比HTTP头部小得多，特别适合频繁的小数据交换。

 

特性	TCP	UDP	HTTP	WebSocket
协议层	传输层	传输层	应用层	应用层
连接方式	面向连接	无连接	短连接	长连接
可靠性	可靠	不可靠	可靠	可靠
通信方向	全双工	全双工	半双工	全双工
数据格式	字节流	数据报文	文本/二进制	帧格式
头部开销	20字节	8字节	较大	2-14字节

WebSocket同HTTP一样也是应用层的协议，但是它是一种双向通信协议，是建立在TCP之上的。

HTTP协议是非持久化的，单向的网络协议。

 

WebSocket与Socket的关系

Socket其实并不是一个协议，而是为了方便使用TCP或UDP而抽象出来的一层，是位于应用层和传输控制层之间的一组接口。Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。当两台主机通信时，必须通过Socket连接，Socket则利用TCP/IP协议建立TCP连接。TCP连接则更依靠于底层的IP协议，IP协议的连接则依赖于链路层等更低层次。WebSocket则是一个典型的应用层协议。