TCP/IP、Http、Socket的区别?
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发布时间：2024-09-29 13:56
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时间：2024-11-16 10:37
网络自下而上分为七层模型，即OSI（Open System Interconnection）模型，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。这些层涉及到所有通信过程，以下图片展示了各层对应的协议和硬件。
应用层主要包括HTTP、SMTP、DNS、SNMP、FTP、Telnet、SIP、SSH、NFS、RTSP、XMPP、Whois、ENRP等协议，规定数据的传输协议。
TCP协议（传输控制协议）负责对数据传输进行控制，数据报文格式如图所示，关于TCP头部信息详细数据可以参考链接：(传输层)TCP协议。面试中，计算机网络的TCP三次握手和四次挥手是常见问题，面试官更希望听到怎样的回答？详细程度如何？
TCP（传输控制协议）面向连接，传输可靠、有序，传输大量数据。速度慢，对系统资源要求多，程序结构复杂。每条TCP连接只能是点到点，首部开销20字节。
UDP（用户数据包协议）面向非连接，传输不可靠，无序，传输少量数据。速度快，对系统资源要求少，程序结构简单，UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的通信方式，首部开销8字节。
TCP协议：数据在网络中的传输；对应于传输层；IP协议：对应网络层；数据在网络中的传输；TCP/IP：解决数据如何在网络中传输；HTTP：如何包装数据；Socket是对TCP/IP协议的封装，本身不是协议，而是调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。
Http连接：http连接就是所谓的短连接，客户端向服务器发送一次请求，服务器端响应后连接即会断掉。
应用程序要网络通信，就得利用套接字，设置对端的IP地址+端口号（IP和端口就是Socket的基本规则），实现数据的发送与接收。网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为一个Socket。例如，主机A要连主机B，主机A就要设置主机B的IP+端口。
什么是TCP连接的三次握手？TCP提供了连接的一端结束发送后，还能接收来自另一端数据的能力，也就是所谓的半关闭。
TCP是全双工的，客户端在给服务器端发送信息的同时，服务器端也可以给客户端发送信息。半双工的意思是A可以给B发，B也可以给A发，但是A在给B发的时候，B不能给A发，即不同时，为半双工。单工为只能A给B发，B不能给A发；或者是只能B给A发，不能A给B发。
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。
我们假设A和B是通信的双方。我理解的握手实际上就是通信，发一次信息就是进行一次握手。
在三次握手之后，A和B都能确定这么一件事：我说的话，你能听到；你说的，我也能听到。这样，就可以开始正常通信了。
PS：这里补充一下TCP三次握手和四次挥手的详解。
三者从本质上来说没有可比性！TCP是网络传输协议，HTTP是超文本传输协议；HTTP是应用层协议，定义的是传输数据的内容以及格式的规范，主要解决如何包装数据。
TCP是底层通讯协议，定义的是数据传输和连接方式的规范，也可以说，TCP/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，TCP对应与传输层，而HTTP对应于应用层，所以HTTP协议是建立在TCP协议之上的~Socket可以支持不同的传输层协议(TCP或UDP)，socket则是对TCP/IP协议的封装和应用(程序员层面上)。当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接，Socket是发动机，提供了网络通信的能力。
HTTP底层是利用TCP/UDP协议传输的，所以支持HTTP也就一定支持TCP/UDP；HTTP是无状态的短连接，而TCP是有状态的长连接。
PS：TCP/IP、HTTP、Socket的面试题TCP握手为什么刚好是三次？TCP建立连接时，通过三次握手能防止历史连接的建立，能减少双方不必要的资源开销，能帮助双方同步初始化序列号。序列号能够保证数据包不重复、不丢弃和按序传输。
不使用「两次握手」和「四次握手」的原因：
两次握手：无法防止历史连接的建立，会造成双方资源的浪费，也无法可靠地同步双方序列号；
四次握手：三次握手就已经理论上最少可靠连接建立，所以不需要使用更多的通信次数。
了解WebSocket吗？长轮询和短轮询，WebSocket是长轮询。
具体比如在一个电商场景，商品的库存可能会变化，所以需要及时反映给用户，所以客户端会不停地发请求，然后服务器端会不停地去查变化，不管变不变，都返回，这个是短轮询。
而长轮询则表现为如果没有变，就不返回，而是等待变或者超时（一般是十几秒）才返回，如果没有返回，客户端也不需要一直发请求，所以减少了双方的压力。
参考链接HTTP协议包括哪些请求什么是TCP的保活机制？定义一个时间段，在这个时间段内，如果没有任何连接相关的活动，TCP保活机制会开始作用，每隔一个时间间隔，发送一个探测报文，该探测报文包含的数据非常少，如果连续几个探测报文都没有得到响应，则认为当前的TCP连接已经死亡，系统内核将错误信息通知给上层应用程序。
PS：1个很有意思的问题~
首先，我们要知道TCP是全双工的，即客户端在给服务器端发送信息的同时，服务器端也可以给客户端发送信息。而半双工的意思是A可以给B发，B也可以给A发，但是A在给B发的时候，B不能给A发，即不同时，为半双工。单工为只能A给B发，B不能给A发；或者是只能B给A发，不能A给B发。
