Tcp 、ip socket http

网络七层由下往上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，一般编程人员接触最多的就是应用层和运输层，再往下的就是所谓的媒体层了，不是我们研究的对象。

下面是应用层、运输层，网络层、链路层通信协议概图。我们经常接触到的一般是：

http协议：应用层协议，并且http协议是基于tcp连接的，主要解决的是如何包装协议的

tcp协议：运输层协议，通常也叫做tcp/ip协议，主要解决数据如何在网络中传输

udp协议：运输层协议，用户数据报协议，不可靠的协议，只负责把应用层的协议的数据传送到ip层的数据报，而不管数据是否到达。

ip协议：网络层。

socket连接：长连接

http连接：短连接

下面详细介绍网络通信中的几个概念与原理：

（1）Socket(套接字):

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。

ps：说白了，socket就是一组调用接口（API），封装了做tcp/ip开发的网络接口，通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。

（2）Tcp连接：

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”。

（3）Socket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。

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。

1。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。

2。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。

3。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）Http连接：

HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用，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。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”。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。

（5）TCP/IP协议和Http协议之间的关系：

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，而socket则是对TCP/IP协议的封装和应用（程序员层面上）。实际上http协议就是建立在tcp/ip协议之上的。关于TCP/IP和HTTP协议的关系：

“我们在传输数据时，可以只使用（传输层）TCP/IP协议，但是那样的话，如 果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议，应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等，也 可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议，以封装HTTP文本信息，然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。”

（6）Socket和TCP/IP协议之间的关系：

socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。 实际上，Socket跟TCP/IP协议没有必然的联系。Socket编程接口在设计的时候，就希望也能适应其他的网络协议。所以说，Socket的出现 只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已，是对TCP/IP协议的抽象，从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口，比如create、 listen、connect、accept、send、read和write等等。网络有一段关于socket和TCP/IP协议关系的说法比较容易理 解：

“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。”

（7）tcp/ip协议, http协议，socket三者之间的关系：

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，它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。

（8）tcp协议和udp协议之间的区别：

TCP --- 传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个TCP连接，之后才能传输数据。TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。 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 

UDP --- 用户数据报协议，是一个无连接的简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快

TCP发送的包有序号，对方收到包后要给一个反馈，如果超过一定时间还没收到反馈就自动执行超时重发，因此TCP最大的优点是可靠。一般网页（http）、邮件（SMTP)、远程连接(Telnet)、文件(FTP)传送就用TCP  

UDP是面向消息的协议，通信时不需要建立连接，数据的传输自然是不可靠的，UDP一般用于多点通信和实时的数据业务，比如语音广播、视频、QQ、TFTP(简单文件传送）、SNMP（简单网络管理协议）、RTP（实时传送协议）RIP（路由信息协议，如报告股票市场，航空信息）、DNS(域名解释）。注重速度流畅。 

 （9）FTP协议：

文件传输协议（File Transfer Protocol, FTP）是TCP/IP网络上两台计算机传送文件的协议，FTP是在TCP/IP网络和INTERNET上最早使用的协议之一，它属于网络协议组的应用层。FTP客户机可以给服务器发出命令来下载文件，上载文件，创建或改变服务器上的目录。

android的网络编程分为2种：基于socket的，和基于http协议的。

一、基于socket的用法

　　服务器端：

　　先启动一个服务器端的socket     ServerSocket svr = new ServerSocket(8989);

　　开始侦听请求　　　　　　　　　Socket s = svr.accept();

　　取得输入和输出　　　　　　　　DataInputStream dis = new DataInputStream(s.getInputStream());

　　　　　　　　　　　　　　　　　DataOutputStream dos = new DataOutputStream(s.getOutputStream());

　　Socket 的交互通过流来完成，即是说传送的字节流，因此任何文件都可以在上面传送。谁打开的记得要关上。

　　用DataInputStream/DataOutputStream来进行包装是因为我们想要他们对基本数据类型的读写功能readInt(),writeInt(),readUTF(),writeUTF()等等。

　　客户端：

　　发起一个socket连接　　　　　　Socket s = new Socket("192.168.1.200",8989);

　　取得输入和输出　　　　　　　　DataInputStream dis = new DataInputStream(s.getInputStream());

　　　　　　　　　　　　　　　　　DataOutputStream dos = new DataOutputStream(s.getOutputStream());

　　之后就可以相互通信了。谁打开的记得要关上。

二、基于Http协议

Android中提供的HttpURLConnection和HttpClient接口可以用来开发HTTP程序。以下是本人在学习中的总结与归纳。

1. HttpURLConnection接口

      首先需要明确的是，Http通信中的POST和GET请求方式的不同。GET可以获得静态页面，也可以把参数放在URL字符串后面，传递给服务器。而POST方法的参数是放在Http请求中。因此，在编程之前，应当首先明确使用的请求方法，然后再根据所使用的方式选择相应的编程方式。

      HttpURLConnection是继承于URLConnection类，二者都是抽象类。其对象主要通过URL的openConnection方法获得。创建方法如下代码所示：

Java代码  

URL url = new URL("http://www.51cto.com/index.jsp?par=123456");    

HttpURLConnection urlConn=(HttpURLConnection)url.openConnection(); 

    通过以下方法可以对请求的属性进行一些设置，如下所示

Java代码  

//设置输入和输出流    

urlConn.setDoOutput(true);    

urlConn.setDoInput(true);    

//设置请求方式为POST    

urlConn.setRequestMethod("POST");    

//POST请求不能使用缓存    

urlConn.setUseCaches(false);   

//关闭连接    

urlConn.disConnection();   

Manifest文件中权限的设定：

Xml代码  

<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />  

HttpURLConnection默认使用GET方式，例如下面代码所示：

Java代码  

//以Get方式上传参数  

public class Activity03 extends Activity  

{  

    private final String DEBUG_TAG = "Activity03";   

    @Override  

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState)  

    {  

        super.onCreate(savedInstanceState);  

        setContentView(R.layout.http);    

        TextView mTextView = (TextView)this.findViewById(R.id.TextView_HTTP);  

        //http地址"?par=abcdefg"是我们上传的参数  

        String httpUrl = "http://192.168.1.110:8080/httpget.jsp?par=abcdefg";  

        //获得的数据  

        String resultData = "";  

        URL url = null;  

        try  

        {  

            //构造一个URL对象  

            url = new URL(httpUrl);   

        }  

        catch (MalformedURLException e)  

        {  

            Log.e(DEBUG_TAG, "MalformedURLException");  

        }  

        if (url != null)  

        {  

            try  

            {  

                // 使用HttpURLConnection打开连接  

                HttpURLConnection urlConn = (HttpURLConnection) url.openConnection();  

                //得到读取的内容(流)  

                InputStreamReader in = new InputStreamReader(urlConn.getInputStream());  

                // 为输出创建BufferedReader  

                BufferedReader buffer = new BufferedReader(in);  

                String inputLine = null;  

                //使用循环来读取获得的数据  

                while (((inputLine = buffer.readLine()) != null))  

                {  

                    //我们在每一行后面加上一个"\n"来换行  

                    resultData += inputLine + "\n";  

                }           

                //关闭InputStreamReader  

                in.close();  

                //关闭http连接  

                urlConn.disconnect();  

                //设置显示取得的内容  

                if ( resultData != null )  

                {  

                    mTextView.setText(resultData);  

                }  

                else   

                {  

                    mTextView.setText("读取的内容为NULL");  

                }  

            }  

            catch (IOException e)  

            {  

                Log.e(DEBUG_TAG, "IOException");  

            }  

        }  

        else  

        {  

            Log.e(DEBUG_TAG, "Url NULL");  

        }  

}  

  如果需要使用POST方式，则需要setRequestMethod设置。代码如下：

Java代码  

//以post方式上传参数  

public class Activity04  extends Activity  

{  

    private final String DEBUG_TAG = "Activity04";   

    @Override  

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState)  

    {  

        super.onCreate(savedInstanceState);  

        setContentView(R.layout.http);  

        TextView mTextView = (TextView)this.findViewById(R.id.TextView_HTTP);  

        //http地址"?par=abcdefg"是我们上传的参数  

        String httpUrl = "http://192.168.1.110:8080/httpget.jsp";  

        //获得的数据  

        String resultData = "";  

        URL url = null;  

        try  

        {  

            //构造一个URL对象  

            url = new URL(httpUrl);   

        }  

        catch (MalformedURLException e)  

        {  

            Log.e(DEBUG_TAG, "MalformedURLException");  

        }  

        if (url != null)  

        {  

            try  

            {  

                // 使用HttpURLConnection打开连接  

                HttpURLConnection urlConn = (HttpURLConnection) url.openConnection();  

                //因为这个是post请求,设立需要设置为true  

                urlConn.setDoOutput(true);  

                urlConn.setDoInput(true);  

                // 设置以POST方式  

                urlConn.setRequestMethod("POST");  

                // Post 请求不能使用缓存  

                urlConn.setUseCaches(false);  

                urlConn.setInstanceFollowRedirects(true);  

                // 配置本次连接的Content-type，配置为application/x-www-form-urlencoded的  

                urlConn.setRequestProperty("Content-Type","application/x-www-form-urlencoded");  

                // 连接，从postUrl.openConnection()至此的配置必须要在connect之前完成，  

                // 要注意的是connection.getOutputStream会隐含的进行connect。  

                urlConn.connect();  

                //DataOutputStream流  

                DataOutputStream out = new DataOutputStream(urlConn.getOutputStream());  

                //要上传的参数  

                String content = "par=" + URLEncoder.encode("ABCDEFG", "gb2312");  

                //将要上传的内容写入流中  

                out.writeBytes(content);   

                //刷新、关闭  

                out.flush();  

                out.close();   

                //获取数据  

                BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(urlConn.getInputStream()));  

                String inputLine = null;  

                //使用循环来读取获得的数据  

                while (((inputLine = reader.readLine()) != null))  

                {  

                    //我们在每一行后面加上一个"\n"来换行  

                    resultData += inputLine + "\n";  

                }           

                reader.close();  

                //关闭http连接  

                urlConn.disconnect();  

                //设置显示取得的内容  

                if ( resultData != null )  

                {  

                    mTextView.setText(resultData);  

                }  

                else   

                {  

                    mTextView.setText("读取的内容为NULL");  

                }  

            }  

            catch (IOException e)  

            {  

                Log.e(DEBUG_TAG, "IOException");  

            }  

        }  

        else  

        {  

            Log.e(DEBUG_TAG, "Url NULL");  

        }  

    }  

}  

 2. HttpClient接口

 使用Apache提供的HttpClient接口同样可以进行HTTP操作。

 对于GET和POST请求方法的操作有所不同。GET方法的操作代码示例如下：

Java代码  

public class Activity02 extends Activity  

{  

    @Override  

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState)  

    {  

        super.onCreate(savedInstanceState);  

        setContentView(R.layout.http);  

        TextView mTextView = (TextView) this.findViewById(R.id.TextView_HTTP);  

        // http地址  

        String httpUrl = "http://192.168.1.110:8080/httpget.jsp?par=HttpClient_android_Get";  

        //HttpGet连接对象  

        HttpGet httpRequest = new HttpGet(httpUrl);  

        try  

        {  

            //取得HttpClient对象  

            HttpClient httpclient = new DefaultHttpClient();  

            //请求HttpClient，取得HttpResponse  

            HttpResponse httpResponse = httpclient.execute(httpRequest);  

            //请求成功  

            if (httpResponse.getStatusLine().getStatusCode() == HttpStatus.SC_OK)  

            {  

                //取得返回的字符串  

                String strResult = EntityUtils.toString(httpResponse.getEntity());  

                mTextView.setText(strResult);  

            }  

            else  

            {  

                mTextView.setText("请求错误!");  

            }  

        }  

        catch (ClientProtocolException e)  

        {  

            mTextView.setText(e.getMessage().toString());  

        }  

        catch (IOException e)  

        {  

            mTextView.setText(e.getMessage().toString());  

        }  

        catch (Exception e)  

        {  

            mTextView.setText(e.getMessage().toString());  

        }    

            }  

}  

  使用POST方法进行参数传递时，需要使用NameValuePair来保存要传递的参数，另外，还需要设置所使用的字符集。代码如下所示：

Java代码  

public class Activity03 extends Activity  

{  

    @Override  

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState)  

    {  

        super.onCreate(savedInstanceState);  

        setContentView(R.layout.http);  

        TextView mTextView = (TextView) this.findViewById(R.id.TextView_HTTP);  

        // http地址  

        String httpUrl = "http://192.168.1.110:8080/httpget.jsp";  

        //HttpPost连接对象  

        HttpPost httpRequest = new HttpPost(httpUrl);  

        //使用NameValuePair来保存要传递的Post参数  

        List<NameValuePair> params = new ArrayList<NameValuePair>();  

        //添加要传递的参数  

        params.add(new BasicNameValuePair("par", "HttpClient_android_Post"));  

        try  

        {  

            //设置字符集  

            HttpEntity httpentity = new UrlEncodedFormEntity(params, "gb2312");  

            //请求httpRequest  

            httpRequest.setEntity(httpentity);  

            //取得默认的HttpClient  

            HttpClient httpclient = new DefaultHttpClient();  

            //取得HttpResponse  

            HttpResponse httpResponse = httpclient.execute(httpRequest);  

            //HttpStatus.SC_OK表示连接成功  

            if (httpResponse.getStatusLine().getStatusCode() == HttpStatus.SC_OK)  

            {  

                //取得返回的字符串  

                String strResult = EntityUtils.toString(httpResponse.getEntity());  

                mTextView.setText(strResult);  

            }  

            else  

            {  

                mTextView.setText("请求错误!");  

            }  

        }  

        catch (ClientProtocolException e)  

        {  

            mTextView.setText(e.getMessage().toString());  

        }  

        catch (IOException e)  

        {  

            mTextView.setText(e.getMessage().toString());  

        }  

        catch (Exception e)  

        {  

            mTextView.setText(e.getMessage().toString());  

        }    

    }  

}  

     HttpClient实际上是对Java提供方法的一些封装，在HttpURLConnection中的输入输出流操作，在这个接口中被统一封装成了HttpPost(HttpGet)和HttpResponse，这样，就减少了操作的繁琐性。

    另外，在使用POST方式进行传输时，需要进行字符编码。