一、 什么是TCP/IP

一、 什么是TCP/IP

TCP/IP是一组用于实现网络互连的通信协议。Internet网络体系结构以TCP/IP为核心。基于TCP/IP的参考模型将协议分成四个层次，它们分别是：网络访问层、网际互联层、传输层（主机到主机）、和应用层。

ISO/OSI七层模型和TCP/IP模型的关系

简单的讲TCP/IP是一系列协议的集合，是构成网络通信的核心骨架，它定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间进行传输。

二、什么是http

超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。

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。

3 ) 在HTTP2.0中，采用二进制格式而非文本格式，完全多路复用的，而非有序并阻塞的——只需一个连接即可实现并行。

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。

通常的做法是即使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。

HTTP协议，通常来说是建立在TCP之上的应用，之所以用“通常”，是因为HTTP协议中，并没有规定必须使用TCP/IP协议或支持TCP/IP协议支持的层。任何能够提供这种保证的协议都可以被其使用。因此也就是其在TCP/IP协议族使用TCP作为其传输层。

HTTP协议是在TCP协议之上的，所以建立一个HTTP连接就需要一次三次握手的过程。

建立TCP需要三次握手才能建立，而断开连接则需要四次挥手。整个过程如下图所示：

先来看看如何建立连接的。

首先Client端发送连接请求报文，Server段接受连接后回复ACK报文，并为这次连接分配资源。Client端接收到ACK报文后也向Server段发生ACK报文，并分配资源，这样TCP连接就建立了。

三、什么是SOCKET

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。

socket则是对TCP/IP协议的封装,Socket 只是个接口不是协议，通过 Socket 我们才能使用 TCP/IP 协议，除了 TCP，也可以使用 UDP 协议来传递数据。

有个比较形象的描述：HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式；Socket是发动机，提供了网络通信的能力

HTTP、TCP/IP协议与socket之间的区别

网络由下往上分为：

一.TCP/IP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。

二.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”。

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。

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。

三.SOCKET原理

套接字（socket）概念

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。

四.SOCKET连接与TCP/IP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。

socket则是对TCP/IP协议的封装和应用（程序员层面上）。也可以说，TPC/IP协议是传输层协议，主要解决数据 如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。关于TCP/IP和HTTP协议的关系，网络有一段比较容易理解的介绍：

：

“TCP/IP只是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要具体实现，同时还要提供对外的操作接口。这个就像操作系统会提供标准的编程接口，比如win32编程接口一样，TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口。”

实际上，传输层的TCP是基于网络层的IP协议的，而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的，而Socket本身不算是协议，就像上面所说，它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。socket是对端口通信开发的工具,它要更底层一些.

五.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。

http协议是应用层的协义

有个比较形象的描述：HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式；Socket是发动机，提供了网络通信的能力。

两个计算机之间的交流无非是两个端口之间的数据通信,具体的数据会以什么样的形式展现是以不同的应用层协议来定义的如HTTP、FTP…

TCP/IP协议面试常问知识点

1、网络包的组成：

2、TCP头部由TCP模块负责添加，头部格式如下：（最小２０字节）

发送方端口号

接收方端口号

序号(发送数据的顺序编号)：发送方告诉接收方该网络包发送的数据相当于所有发送数据的第几个字节。

ACK号(接收数据的顺序编号)

数据偏移量

保留

控制位：

窗口：接收方告知发送方窗口的大小(即无需等待确认认可一起发送的数据量)

校验和

紧急指针

可选字段

3、IP头部和MAC头部由IP模块负责添加。

IP头部：IP用的头部，包含IP头部

MAC头部：以太网的头部，包含MAC地址

IP头部格式如下：

版本号

头部长度

服务类型

总长度：表示IP消息的总长度

ID号：用于识别包的编号，一般为包的序列号。如果一个包被IP分片，则所有的分片都拥有相同的ID

标志：该字段有3个比特，有效的是前两个比特。分别表示是否允许分片，当前包是否是分片包

分片偏移量

生存时间

协议号：十六进制表示，TCP：06 UDP：11 ICMP：01

头部校验和

发送方IP地址

接收方IP地址

可选字段

MAC头部的格式如下：

接收方MAC地址（48比特，5字节）

发送方MAC地址

以太类型：使用的协议类型0000-05DC：IEEE802.3 0800：IP协议 0806：ARP协议 86DD：IPV6

4、数据包分片、重组操作：

（1）发送方：

将数据包分为多个TCP头部+数据包的组合，TCP头部中存着不同的数据序号；之后将多个组合交由IP模块，统一添加IP头部和MAC头部，IP头部的ID号设为统一的。

（2）接收方：

5、滑动窗口机制：

所谓滑动窗口，就是在发送一个包之后，不等待ACK号的返回，直接发送后续的一系列包。有效利用等待ACK号的这段时间。

窗口大小：能够接收的最大数据量。

注意接收缓冲区的概念、TCP头部中的滑动窗口字段的使用（三次握手时传递互相的窗口大小，并且中途还会更新大小）

6、IP头部的两个IP地址分别为：发送方网卡的IP地址；应用程序提供的接收方IP地址。

MAC头部的发送方和接受方的MAC地址分别是发送方网卡的MAC地址；利用ARP（地址解析协议）协议，根据接收方IP地址广播得到的接收方MAC地址。

注意：ARP缓存概念。

7、ＩＣＭＰ协议：

８、ＵＤＰ传输协议：

ＵＤＰ协议使用的具体案例：

向ＤＮＳ服务器查询ＩＰ地址的时候就是使用的ＵＤＰ协议。

发送音频和视频数据。

像ＤＮＳ查询等交换控制信息的操作基本上都可以在一个包的大小范围内解决，这种场景下就可以使用ＵＤＰ协议传输。ＵＤＰ协议没有ＴＣＰ的接收确认、窗口机制。在收发数据前不需要交换控制信息，也就是说不需要建立和断开连接。

ＵＤＰ头部的格式如下：（８字节）

发送方端口号

接收方端口号

数据长度：ＵＤＰ头部后面数据的长度

校验和：用于校验错误

发送数据：

从应用程序获取的数据前面加上ＵＤＰ头部，然后交给ＩＰ进行发送就ＯＫ了。

接收数据：

根据ＩＰ头部中的接收方和发送方ＩＰ地址，以及ＵＤＰ头部中的接收方和发送方的端口号，找到对应的套接字并将数据交给相应的应用程序就ＯＫ了。

９、TCP与UDP的区别： （转载）

１０、TCP与UDP的区别：

（１）回答发送数据前是否存在建立连接的过程。

（２）ＴＣＰ过确认机制，丢包可以重发，保证数据的正确性；ＵＤＰ不保证正确性，只是单纯的负责发送数据包。

（３） UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因 此，应用程序需要选择合适的报文大小。

（４）UDP的头部，只有8个字节，相对于TCP头部的20个字节信息包的额外开销很小。需要面试资料的可以后台私信我；资料；分享大家