一、弄懂HTTP、Socket、TCP这几个概念

网络由下往上分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。IP协议对应于网络层，TCP协议对应于传输层，而HTTP协议对应于应用层。socket则是对TCP/IP协议的封装和应用。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。

1.1、概念

1、HTTP：

http协议

• **官方概念：**HTTP协议是Hyper Text Transfer Protocol（超文本传输协议）的缩写,是用于从万维网（WWW:World Wide Web ）服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

• 白话概念：HTTP协议就是服务器（Server）和客户端（Client）之间进行数据交互（相互传输数据）的一种形式。

==》 遵从http协议，则服务器和客户端可以进行简单的数据交互

HTTP工作原理

HTTP协议工作于客户端-服务端架构为上。浏览器作为HTTP客户端通过URL向HTTP服务端即WEB服务器发送所有请求。Web服务器根据接收到的请求后，向客户端发送响应信息。

2、Socket：

socket 被翻译为“套接字”，它是计算机之间进行通信的一种约定或一种方式。实际上socket是对 TCP/IP 协议的封装，它的出现只是使得程序员更方便地使 TCP/IP 协议栈而已。socket本身并不是协议，它是应用层与 TCP/IP 协议族通信的中间软件抽象层，是一组调用接口（TCP/IP网络的API函数）

​ Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

所以，我们无需深入理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

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3、TCP：

传输控制协议

4、OSI七层：

引子：

​ 一个完整的计算机系统是由硬件、操作系统、应用软件三者组成,具备了这三个条件，一台计算机系统就可以自己跟自己玩了（打个单机游戏，玩个扫雷啥的）

​ 一系列统一的标准，这些标准称之为互联网协议，互联网的本质就是一系列的协议，总称为‘互联网协议’（Internet Protocol Suite).

​ 互联网协议的功能：定义计算机如何接入internet，以及接入internet的计算机通信的标准。

详见网络通信原理：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html

5、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。

而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。

6、socket和TCP/IP协议关系：

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、HTTP和socket关系：

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。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。

1.2、将概念串起来

整个计算机网络都是由协议组成的。

A是client端，B是服务器端，当A向B发送请求时，数据传输的时候（平时使用requests、urllib请求数据），在我们操作系统和网络之中要经历5层网络模型。

A传送数据是从上到下的（拆包），B接受数据是从下到上的（组包）。

浏览器也是实现了http协议，http协议是构建与TCP、IP…协议之上。可以看到应用层有很多协议，HTTP、SMTP、DNS…。

如果我们要实现TCP、UDP协议，自己写协议比较复杂，一般都是操作系统提供的。操作系统提供了一个Socket，可以理解为一个API，不属于任何一个协议，我们通过Socket可以和传输层打交道。

把Socket理解为一个插座，数据理解为电力，如果我们要充电，就需要插座，而且电在传输过程中要经过很多变压器（传送层下面的层），将设备和插座连接起来，就可以使用电了。

在TCP协议上提供了一个接口(Socket)，通过Socket和底层协议建立了一个连接。

HTTP协议是单向的，A发送请求，B响应，但B不能主动发送消息给A。

但是TCP协议是双向的，只要不主动断开，就一直在存在联系。

Socket可以操控TCP，这样就可以实现自己的协议，不需要去TCP协议上进行开发。这个在很多情况下是很实用的，比如聊天工具，会在应用层实现一套自己的协议，通过Socket和TCP打交道。

二、通过Socket实现client和Server通信

2.1、概念

Socket编程一般会涉及Socket_client和Socket_server编程。

左侧是server端，右侧是client端。

server端，比如写一个web系统，部署到服务器。

client端，比如常见的PC软件、浏览器。

爬虫是一个很典型的client端，请求server端的数据。

自己实现一个web server端，有个特点是必须随时处于监听和服务的状态，因为不知道客户端什么时候发送请求过来。

绑定：

协议(Socket本身是接口，用来连接应用层和传输层)、

地址(Socket可以监听本地ip，也可以监听对外Ip)

端口(每一个应用程序只能占用一个端口，使用Socket指定端口，就可以把应用程序和端口绑定起来，这样在多个应用程序下数据传输不会混乱，特定的应用程序使用某一个端口进行数据传输)，相同的应用程序可以使用一个端口（多线程中运行了相同的程序）。

listen:

监听Socker连接请求

绑定完之后就可以开始监听，监听之后调用accept函数会阻塞连接请求，直到client端发起连接请求（TCP，三次握手），成功后就创建一个Socket连接。然后运行recv函数获取数据（需要client端send发送数据过来），之后可以打印并做各种操作（服务端可以send数据给client端，理论上只要有Socket连接，Server端就可以一直向client端发送数据，但是在HTTP请求中，一般只进行一次server和client之间的数据传输，之后连接就会关闭）。

2.2、示例

可以看一个服务端的简单例子

server:

client:

这样通信就完成了，再修改一下，让服务端发送数据给client端

server:

client:

三、Socker实现聊天和多用户连接

server:

client:

但是问题是server端只能接受一个请求，一个用户进来后，就一直在while循环里出不来。

如何实现多用户连接呢，可以用线程，每一个socket是一个线程，主线程接受请求。

server:

client:

四、socket模拟http请求

requests ->urllib -> socket

requests 基于urllib ，urllib 基于socket，凡是网络相关的连接（比如数据库连接，进程间的通信等）最底层都是用socket来连接的。

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