一、前言

         以下是我自己的学习加理解，分享给大家，同时也算是自己做的笔记吧，俗话说好记性不如烂笔头，希望来的你能有所帮助，有什么理解不到位的地方，还请大神些多多指教。

二、网络模型

   OSI 七层模型：我们一般使用的网络数据传输由下而上共有七层，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

OSI网络七层模型

TCP/IP模型：TCP/IP 模型分为四层,由下而上分别为网络接口层、网络层、传输层、应用层。

TCP/IP网络模型

三、概念

   短连接：

   连接 -> 传输数据->关闭连接。就建立一次，但任务结束就中断连接。 

  长连接：

    连接 -> 传输数据 -> 保持连接 -> 传输数据。。。-> 关闭连接。是指连接后不管是否使用都保持连接，但安全性较差。

  长连接、短连接用法：

         长连接多用于操作频繁，点对点的通讯，而且连接数不能太多的情况下。每个TCP连接都需要三步握手，这需要时间，如果每个操作都是先连接，再操作的话那么处理 速度会降低很多，所以每个操作完后都不断开，次处理时直接发送数据包就OK了，不用建立TCP连接。例如：数据库的连接用长连接， 如果用短连接频繁的通信会造成Socket错误，而且频繁的Socket创建也是对资源的浪费。

        而像WEB网站的http服务一般都用短链接，因为长连接对于服务端来说会耗费一定的资源，而像WEB网站这么频繁的成千上万甚至上亿客户端的连接用短连接 会更省一些资源，如果用长连接，而且同时有成千上万的用户，如果每个用户都占用一个连接的话，那可想而知吧。所以并发量大，但每个用户无需频繁操作情况下 需用短连好。

总之，长连接和短连接的选择要视情况而定。

HTTP

http连接：

http协议即超文本传送协议，是web联网的基础，也是手机联网常用协议之一，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“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。

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。

        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。

socket

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。

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。

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与UDP的区别

          TCP：面向连接、传输可靠(保证数据正确性,保证数据顺序)、用于传输大量数据(流模式)、速度慢，建立连接需要开销较多(时间，系统资源)。

          UDP：面向非连接、传输不可靠、用于传输少量数据(数据包模式)、速度快。

TCP三次握手：指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。

          第一次握手：客户端发送一个TCP的SYN标志位置1的包指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始序号X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。

          第二次握手：服务器发回确认包(ACK)应答。即SYN标志位和ACK标志位均为1同时，将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的序列号加1以，即X+1。

           第三次握手：客户端再次发送确认包(ACK) SYN标志位为0，ACK标志位为1。并且把服务器发来ACK的序号字段+1，放在确定字段中发送给对方.并且在数据段放写序列号的+1。

tcp三次握手

QQ、微信为什么是UDP而不是TCP:

           像腾讯QQ之类的大规模即时通讯软件，经常性的是几千万用户同时在线 如果都采用长连接的方式。岂不是要服务器的硬件防火墙监控数千万个连接了，就算分布式服务端能承受这么多用户 网关也受不了，而且有理由相信服务器也受不了 。所以对于大规模即时通讯，尤其是用户数量众多 肯定不能用TCP常连接的方式，这种方式只适合于小规模的即时通讯，如局域网，公司内部的即时通讯等 对于大规模的，用户数量众多的C/S软件 应当采用UDP协议进行数据传输，网关就不停收发数据包就可以了。 

           使用TCP协议和客户端进行短命连接，用了就关 比如客户登陆请求好友列表，我们就和他建立TCP连接发给他好友列表，然后关掉连接 当用户要给另外一个客户发信心我们再建立连接，数据传完我们又关掉连接 这种方式，无疑服务器可以承载更多的用户登陆。但是缺点也是非常明显的 一般情况下我们接收的数据都不大，每次发一点点消息都要建立连接 TCP本来就比较消耗网络资源，这样毫无规律的断断连连 连连断断，加上本来这种方式就有较高的延迟 也不适合大规模的即时通讯

           事实上，在Internet上传输的UDP包从A发送给B 它完整地到达几率一般情况下还是相当之高的。我们开发一个多用户的即时通讯软件 采用UDP传输消息的时候，报文被划分成包 一个UDP包究竟是多大？经过我的了解一个UDP用户包最大大小是64KB 根据网络状况，实际在传输包的时候可能把包划成若干个分片 一个分片的最大大小是1640B 可以保存好几百个汉字。UDP协议提供数据报机制传输信息 如果报文比较长，比如一个文件，一个图片 要被划分成若干个数据包，由于对于一般的文字消息和其它指令都是比较小的 它们会被放在一个包里面，由于UDP是无连接的 不可靠的，如果发生丢包，不会重传 所以不能保证数据包能完整并准确地到达目的地，但是对于我们的即时通讯软件来说 一般的聊天信息比较小，比如我们给一个好友发送一条聊天信息“今天我很高兴”，会不会服务器转发的时候只收到“今天我很高”，再传给好友的时候变成了“今天”，答案是不会发生这种情况的 UDP虽然描述是不可靠，不过依然在数据包中包含了头信息描述了包的大小等信息，在包进行转发的过程中 如果数据不完整，是会被网络设备发现的，比如中途一个转发这个包的路由器发现了一个不完整的UDP包会直接丢弃，如果是TCP 当有包被丢弃了会进行重传，对于UDP 包在传输过程中由于数据的缺失被丢弃不会进行重传 我们顶多就是一条信息发送失败了，而这种概率一般情况下是非常低的 。

开发时到底选择TCP还是UDP:

        如果是由客户端间歇性的发起无状态的查询，并且偶尔发生延迟是可以容忍，那么使用HTTP/HTTPS吧。

        如果客户端和服务器都可以独立发包，但是偶尔发生延迟可以容忍（比如：在线的纸牌游戏，许多MMO类的游戏），那么使用TCP长连接吧。

        如果客户端和服务器都可以独立发包，而且无法忍受延迟（比如：大多数的多人动作类游戏，一些MMO类游戏），那么使用UDP吧。

基本TCP客户—服务器程序设计基本框架

tcp

基本UDP客户—服务器程序设计基本框架流程图

udp

总结

    其中知识还有很多，我只是写出了我暂时的理解，班门弄斧，见笑。双击666，老铁没毛病，哈哈哈。