TCP/IP三次握手和HTTP过程

发布时间:2024-03-17 点击:175
1、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。
建立起一个tcp连接需要经过“三次握手”:
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。
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”(过程就不细写了,就是服务器和客 户端交互,最终确定断开)
2、http连接
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”。
1)在http 1.0中,客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接,在处理完本次请求后,就自动释放连接。
2)在http 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求,并且多个请求可以重叠进行,不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。
由于http在每次请求结束后都会主动释放连接,因此http连接是一种“短连接”,要保持客户端程序的在线状态,需要不断地向服务器发起连接请求。通常 的做法是即时不需要获得任何数据,客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求,服务器在收到该请求后对客户端进行回复,表明知道 客户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求,则认为客户端“下线”,若客户端长时间无法收到服务器的回复,则认为网络已经断开。
3、socket原理
3.1套接字(socket)概念
套接字(socket)是通信的基石,是支持tcp/ip协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示,包含进行网络通信必须的五种信息:连接使用的协议,本地主机的ip地址,本地进程的协议端口,远地主机的ip地址,远地进程的协议端口。
应用层通过传输层进行数据通信时,tcp会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个tcp连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个 tcp协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接,许多计算机操作系统为应用程序与tcp/ip协议交互提供了套接字(socket)接口。应 用层可以和传输层通过socket接口,区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信,实现数据传输的并发服务。
3.2建立socket连接
建立socket连接至少需要一对套接字,其中一个运行于客户端,称为clientsocket ,另一个运行于服务器端,称为serversocket 。
套接字之间的连接过程分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,连接确认。
服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。
客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。
连接确认:当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发 给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。
4、socket连接与tcp连接
创建socket连接时,可以指定使用的传输层协议,socket可以支持不同的传输层协议(tcp或udp),当使用tcp协议进行连接时,该socket连接就是一个tcp连接。
5、socket连接与http连接
由于通常情况下socket连接就是tcp连接,因此socket连接一旦建立,通信双方即可开始相互发送数据内容,直到双方连接断开。但在实际网 络应用中,客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点,例如路由器、网关、防火墙等,大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致 socket 连接断连,因此需要通过轮询告诉网络,该连接处于活跃状态。
而http连接使用的是“请求—响应”的方式,不仅在请求时需要先建立连接,而且需要客户端向服务器发出请求后,服务器端才能回复数据。
很多情况下,需要服务器端主动向客户端推送数据,保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是socket连接,服务器就可以直接将数 据传送给客户端;若双方建立的是http连接,则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端,因此,客户端定时向服务器端发送连接请求, 不仅可以保持在线,同时也是在“询问”服务器是否有新的数据,如果有就将数据传给客户端。tcp(transmission control protocol) 传输控制协议
tcp是主机对主机层的传输控制协议,提供可靠的连接服务,采用三次握手确认建立一个连接:
位码即tcp标志位,有6种标示:syn(synchronous建立联机) ack(acknowledgement 确认) psh(push传送) fin(finish结束) rst(reset重置) urg(urgent紧急)
sequence number(顺序号码) acknowledge number(确认号码)
第一次握手:主机a发送位码为syn=1,随机产生seq number=1234567的数据包到服务器,主机b由syn=1知道,a要求建立联机;
第二次握手:主机b收到请求后要确认联机信息,向a发送ack number=(主机a的seq 1),syn=1,ack=1,随机产生seq=7654321的包
第三次握手:主机a收到后检查ack number是否正确,即第一次发送的seq number 1,以及位码ack是否为1,若正确,主机a会再发送ack number=(主机b的seq 1),ack=1,主机b收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功。
完成三次握手,主机a与主机b开始传送数据。
在tcp/ip协议中,tcp协议提供可靠的连接服务,采用三次握手建立一个连接。
第一次握手:建立连接时,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。 完成三次握手,客户端与服务器开始传送数据.
实例:
ip 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: s 3626544836:3626544836
ip 192.168.1.123.7788 > 192.168.1.116.3337: s 1739326486:1739326486 ack 3626544837
ip 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: ack 1739326487,ack 1
第一次握手:192.168.1.116发送位码syn=1,随机产生seq number=3626544836的数据包到192.168.1.123,192.168.1.123由syn=1知道192.168.1.116要求建立联机;
第二次握手:192.168.1.123收到请求后要确认联机信息,向192.168.1.116发送ack number=3626544837,syn=1,ack=1,随机产生seq=1739326486的包;
第三次握手:192.168.1.116收到后检查ack number是否正确,即第一次发送的seq number 1,以及位码ack是否为1,若正确,192.168.1.116会再发送ack number=1739326487,ack=1,192.168

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