http学习（三）HTTP vs Socket vs WebSocket

1、Socket

在端到端的一个连接中，这两个端叫做Socket。

(1)Unix中的Socket

操作系统中也有使用到Socket这个概念用来进行进程间通信。
代表了在操作系统中传输数据的两方，只是它不再基于网络协议，而是操作系统本身的文件系统。

Socket起源于UNIX，在Unix一切皆文件哲学的思想下，
Socket是一种"打开—读/写—关闭"模式的实现，
服务器和客户端各自维护一个"文件"，在建立连接打开后，可以向自己文件写入内容供对方读取或者读取对方内容，通讯结束时关闭文件。

(2)网络中的Socket【这才是我们常说的用于通信的Socket】

即Socket API，是指操作系统中（也可能不是操作系统）提供的对于传输层（TCP/UDP）抽象的接口。

Socket=（IP地址：端口号）
通过互联网通信，至少需要一对Socket，Client Socket和Server Socket
Socket可以理解为TCP/IP网络的API，它定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。
Socket上联应用进程，下联网络协议栈，是应用程序通过网络协议进行通信的接口，是应用程序与网络协议栈进行交互的接口
Socket连接可以基于TCP/UDP。TCP协议是可靠的，UDP协议是不可靠的，
- 那么基于TCP协议的Socket连接同样是可靠的；
- 基于UDP协议的Socket连接是不可靠的，大多数的即时通讯工具都是基于后者实现的。

常见的3种Socket类型

（1）流式socket（SOCK_STREAM ）
流式套接字提供可靠的、面向连接的通信流；它使用TCP 协议，从而保证了数据传输的正确性和顺序性。
（2）数据报socket（SOCK_DGRAM ）
数据报套接字定义了一种无连接的服，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证是可靠、无差错的。它使用数据报协议UDP。
（3）原始socket（SOCK_RAW）
原始套接字允许对底层协议如IP或ICMP进行直接访问，功能强大但使用较为不便，主要用于一些协议的开发。

适用

如果你要使用HTTP来构建服务，那么就不需要关心Socket，因为HTTP底层是基于Socket的！！！【？】
如果你想基于TCP/IP来构建服务，那么Socket可能就是你会接触到的API。

2、WebSocket

https://blog.csdn.net/qq_39969226/article/details/103713335

(1)WebSocket vs Socket

Socket 应用层与传输层之间的一个抽象层，是一套接口。

用户可以通过 Socket 来操作底层 TCP/IP 协议族通信。
Socket 更灵活，更底层

WebSocket 是一个完整应用层协议。

WebSocket 是HTML5开始提供的一种，在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。
WebSocket 允许服务端主动向客户端推送数据，可以实现即时通信。
在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次 HTTP 握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

接口和协议的区别

(2)为什么出现WebSocket，HTTP不好吗？实时更新要求

场景：有很多情况下，我们需要去保证数据的实时性，比如股票价格，微博刷新，以及交通状况等。仅仅寄希望于用户的钛合金F5肯定是不负责任的，我们需要去考虑如何在我们的站点中也能提供实时的数据。

需求：服务器数据更新时就实时推送给客户端。不更新时就不请求，因为没必要，浪费网络带宽。

//AJAX实现不了实时更新，只是局部刷新数据，但是触发条件还是客户端提供的，点击、悬浮、滚动啥的。
现有 AJAX 技术的发展并不能解决在一个多用户的 Web 应用中，将更新的信息实时传送给客户端，
从而用户可能在“过时”的信息下进行操作。而 AJAX 的应用又使后台数据更新更加频繁成为可能。

方法一：基于HTTP的实现：轮询（基于Socket）

现在网站中大部分实时数据的实现，还是依赖于轮询，这实在是浪费网络，因为服务器数据不更新的时候，是没必要查的。而且，轮询请求刷新间隔也需要综合考量用户实时要求和带宽。长连接关闭时又要重连，很是麻烦。

Comet推送

Comet实现了一种从服务端异步推送数据到客户端的机制，虽然它是基于HTTP长连接的一种实现，但是HTTP规范本身并不提倡这种工作模式。
主要有两种Comet的具体实践：长轮询（long-polling），基于Iframe的方式。
长连接只会在通信出现错误的时候关闭连接（一些防火墙经常会丢弃过长的连接），所以我们还需要有一个超时和出错重连的机制。

Polling vs Long Polling
方便理解：

这里，我打个比方，传统的Polling一般是由C向S询问：“有我的信件吗？”。S接到询问之后，会立即查询，并且把查询结果告诉C，不管有没有C的信件，要么回复：“嗯，你有X封信。”，要么回复：“没，没有你的信”。
而Long Polling更像是这样，C向S发出询问：“有我的信件吗？”，S开始查询，如果有则回复C：“嗯，有你x封信”。如果没有，则不作任何回复，而是让C等着，自己一遍一遍地查询是否有订阅者的信。
换句话说：当S收到C的查询请求之后，Polling则只查询一次，并且把查询结果告诉C;而Long Polling收到请求之后，则会一遍一遍地查询，直到有消息才会响应C，不然一直hold Client。

轮询Polling：一直查，查一次回复一次。

双向浪费带宽。
需要折中考虑查询频率，考量用户实时要求和带宽。

这种方式就是通过Browser/UA定时的向Web服务器发送http的Get请求，服务器收到请求后，就把最新的数据发回给客户端（Browser/UA），Browser/UA得到数据后，就将其显示出来，然后再定期的重复这一过程。虽然这样可以满足需求，但是也仍然存在一些问题，例如在某段时间内Web服务器端没有更新的数据，但是Browser/UA仍然需要定时的发送Get请求过来询问，那么Web服务器就把以前的老数据再传送过来，Browser/UA把这些没有变化的数据再显示出来，这样显然既浪费了网络带宽，又浪费了CPU的利用率。如果说把Browser发送Get请求的周期调大一些，就可以缓解这一问题，但是如果在Web服务器端的数据更新很快时，这样又不能保证Web应用程序获取数据的实时性。

长轮询Long Polling：一直查，变化才回复。

基于"长连接"【？】
- Socket通常意义上是指的TCP的socket。也是客户端和服务端，只不过客户端和服务端上来2方就建立一个长连接通道，在这个长连接通道上客户端可以主动向服务端发送消息。服务端也可以向客户端发起响应，也可以不响应。之间比较随意。
  +好处：服务端可以主动推送消息，客户端也能主动发送消息。
单向浪费带宽。
服务器更新快时，Browser显示实时数据最快的时间为2×RTT，网络拥塞的情况下，这个应该是不能让用户接受的。

Long Polling：这种方式虽然在某种程度上减小了网络带宽和CPU利用率等问题，但是仍然存在缺陷，例如假设服务器端的数据更新速率较快，服务器在传送一个数据包给Browser后必须等待Browser的下一个Get请求到来，才能传递第二个更新的数据包给Browser，那么这样的话，Browser显示实时数据最快的时间为2×RTT（往返时间），另外在网络拥塞的情况下，这个应该是不能让用户接受的。另外，由于http数据包的头部数据量往往很大（通常有400多个字节），但是真正被服务器需要的数据却很少（有时只有10个字节左右），这样的数据包在网络上周期性的传输，难免对网络带宽是一种浪费。

总结问题：
HTTP只能客户端发送请求，而不能实现服务器变化了主动推送给客户端。这是根本问题。轮询又要考虑时间和网速。

结论
通过上面的分析可知，要是在Browser能有一种新的网络协议，能支持客户端和服务器端的双向通信，而且协议的头部又不那么庞大就好了。WebSocket就是肩负这样一个使命登上舞台的。

方法二：WebSocket协议

【这个具体怎么实现，再说吧】

方法三：其他

其实我们还有一个选择就是通过使用Flash的XMLSocket来实现实时的数据交互。
但是问题很明显：客户端必须安装flash；XMLSocket没有HTTP隧道功能，无法自动穿过防火墙；因为是使用套接口，需要设置一个通信端口，防火墙、代理服务器也可能对非 HTTP 通道端口进行限制。

Java Applet也是一个实现方式，但是有诸多的限制，有兴趣的同学可以自行了解一下。

3、HTTP vs WebSocket

最大区别：HTTP 是拉模式，WebSocket是推模式。

我们知道二者都是协议，才有可比性。而Socket和WebSocket都不是一种东西，没啥好比的。

————————下面待整理

2、区分HTTP、Socket、TCP/UDP

HTTP是应用层的协议，也是开发中最常用的一个网络协议；
TCP是传输层的协议，大学学过计算机网络的都知道，该层还有一个UDP协议；
而Socket是从传输层上抽象出来的，采用IP地址加端口号的形式来标识，并不是传统意义上的网络协议。

HTTP、Socket、TCP/UDP，三者在TCP/IP协议族中的位置关系：

3、HTTP vs Socket【都不是一种东西，没啥好比的】

http只是个超文本协议，socket只是读写io，
客户端请求服务端遵循http超文本协议，实际上这个请求实现方式是用socket通信完成的。
协议就好比接口对接时，我要什么token，做什么加密，数据结构要怎样，别混了！

用HTTP Or Socket？
用HTTP：双方不需要时刻保持连接在线，比如客户端资源的获取(通过get/post请求获取网页、图片、JSON或者XML数据)、文件上传、小文件下载等。
用Socket：大部分即时通讯应用(QQ、微信)、聊天室（基于UDP+消息广播的方式）、苹果APNs、大文件传输等。

（知乎上说QQ有部分功能是基于TCP，因为TCP每次都需要三次握手，虽然可靠但是网络不好的时候就惨了）

参考：
https://www.jianshu.com/p/a5410f895d6b
https://blog.csdn.net/min996358312/article/details/68969519
https://blog.csdn.net/qq_37003559/article/details/103677284
https://www.jianshu.com/p/59b5594ffbb0
https://www.cnblogs.com/luxiaoxun/archive/2012/10/16/2725760.html
https://blog.csdn.net/yl02520/article/details/7298309
https://blog.csdn.net/mengxianhua/article/details/44495527
https://blog.csdn.net/qq_39969226/article/details/102691078
https://blog.csdn.net/qq_37003559/article/details/103677284
https://blog.csdn.net/qq_39969226/article/details/103713335
https://websockets.spec.whatwg.org//【WebSocket协议标准，英文】
https://blog.csdn.net/MissWwg/article/details/52131376【实时的Web的其他实现方式，详细】

posted on 2022-02-16 18:07 西伯尔阅读(397) 评论(0) 收藏举报