RPC、HTTP、socket

一、OSI七层网络模型

开放式系统互联通信参考模型(英语:Open System Interconnection Reference Model,缩写为 OSI),简称为OSI模型(OSI model),一种概念模型,由国际标准化组织提出,一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。定义于ISO/IEC 7498-1。

OSI七层网络模型

越底层,代码越复杂、灵活性越高、效率越高;越上层,抽象封装的越好、代码越简单、效率越差。

二、RPC、HTTP、socket说明

1:TCP是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输
2:HTTP 是应用层协议,主要解决如何包装数据(文本信息),是建立在tcp协议之上的应用。
3:TCP协议是以二进制数据流的形式解决传输层的事儿,但对上层的应用开发极不友好,所以面向应用层的开发又产生了HTTP协议。
4:而socket 是针对TCP或UDP的具体接口实现,提供了在传输层进行网络编程的方法。

三、RPC

什么是RPC?

RPC(Remote Procedure Call)是远程过程调用,比如说现在有两台服务器A, B,一个在A服务器上的应用想要调用B服务器上的应用提供的某个,由于不在两个方法不在一个内存空间,不能直接调用,需要通过网络表达调用的语义和传达调用的数据。常存在于分布式系统中。

为何有http协议之后,还要RPC调用?

RPC跟HTTP不是对立面,RPC中可以使用HTTP作为通讯协议。RPC是一种设计、实现框架,通讯协议只是其中一部分。

RPC的本质是提供了一种轻量无感知的跨进程通信的方式,在分布式机器上调用其他方法与本地调用无异(远程调用的过程是透明的,你并不知道这个调用的方法是部署在哪里,通过PRC能够解耦服务)。RPC是根据语言的API来定义的,而不是基于网络的应用来定义的,调用更方便,协议私密更安全、内容更小效率更高。
http接口是在接口不多、系统与系统交互较少的情况下,解决信息孤岛初期常使用的一种通信手段;优点就是简单、直接、开发方便。利用现成的http协议 进行传输。但是如果是一个大型的网站,内部子系统较多、接口非常多的情况下,RPC框架的好处就显示出来了,首先(基于TCP协议的情况下)就是长链接,不必每次通信都要像http 一样去3次握手什么的,减少了网络开销;其次就是RPC框架一般都有注册中心,有丰富的监控管理;发布、下线接口、动态扩展等,对调用方来说是无感知、统 一化的操作。第三个来说就是安全性。最后就是最近流行的服务化架构、服务化治理,RPC框架是一个强力的支撑。

RPC 中要解决的问题:

  • 建立通信:在客户端与服务端建立起数据传输通道,大都是TCP连接(gRPC使用了HTTP2)。
  • 寻址:A服务器上的应用需要告诉RPC框架:B服务器地址、端口,调用函数名称。所以必须实现待调用方法到call ID的映射。
  • 序列化与反序列化:由于网络协议都是二进制的,所以调用方法的参数在进行传递时首先要序列化成二进制,B服务器收到请求后要再对参数进行反序列化。恢复为内存中的表达方式,找到对应的方法进行本地调用,得到返回值。返回值从B到A的传输仍要经过序列化与反序列化的过程。

四、各名词小结

名词 特点
RPC 远程过程调用(分布式、微服务间的方法调用)
HTTP 无状态,每次请求都要发送一个request,服务器响应之后就断掉(http header中的keep-alive指的是tcp)
TCP 面向连接,三次握手保证通信可靠
UDP 非面向连接,不可靠,速度快(可以手动对数据收发进行验证,IM系统多采用,QQ)
socket TCP协议的接口实现,面向传输层进行网络编程

五、常用的服务间的调用方式

  • RPC:
    • 远程过程调用,像调用本地服务(方法)一样调用服务器的服务
    • 支持同步、异步调用
    • 客户端和服务器之间建立TCP连接,可以一次建立一个,也可以多个调用复用一次链接
    • PRC数据包小(protobuf、thrift)
    • rpc:编解码,序列化,链接,丢包,协议
  • Rest(Http):
    • http请求,支持多种协议和功能
    • 开发方便成本低
    • http数据包大
    • java开发:HttpClient,URLConnection

补充:HTTP/2介绍

新特性:

  • 新的二进制格式
    HTTP1.X都是基于文本解析,而因为文本表现形式的多样性,基于文本协议的格式解析天然存在健壮性问题。而采用二进制格式后实现方便且健壮。

  • 多路复用
    多个request共享一个连接。

  • header压缩
    在HTTP1.x中header信息很多,且每次都会重复发送,造成很大浪费。HTTP2.0使用encoder减少了传输的header大小,且通信双方都缓存一份包含了header信息的表,此后的请求可以只发送差异数据,避免信息的重复传输,进一步减少需要传输的内容大小。

  • 服务端推送
    主要的思想是:当一个客户端请求资源X,而服务器知道它很可能也需要资源Z的情况下,服务器可以在客户端发送请求前,主动将资源Z推送给客户端。这个功能帮助客户端将Z放进缓存以备将来之需。也遵守同源策略,且客户端可以拒绝推送过来的资源。

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