面试:WebSocket相关

一、WebSocket原理及运行机制与HTTP关系

以下简要介绍一下WebSocket的原理及运行机制。

WebSocket是HTML5下一种新的协议。它实现了浏览器与服务器全双工通信,能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通讯的目的。它与HTTP一样通过已建立的TCP连接来传输数据,但是它和HTTP最大不同是:

  • WebSocket是一种双向通信协议。在建立连接后,WebSocket服务器端和客户端都能主动向对方发送或接收数据,就像Socket一样;
  • WebSocket需要像TCP一样,先建立连接,连接成功后才能相互通信。

相比HTTP长连接,WebSocket有以下特点:

  • 是真正的全双工方式,建立连接后客户端与服务器端是完全平等的,可以互相主动请求。而HTTP长连接基于HTTP,是传统的客户端对服务器发起请求的模式。
  • HTTP长连接中,每次数据交换除了真正的数据部分外,服务器和客户端还要大量交
  • 换HTTP header,信息交换效率很低。Websocket协议通过第一个request建立了TCP连接之后,之后交换的数据都不需要发送 HTTP header就能交换数据,这显然和原有的HTTP协议有区别所以它需要对服务器和客户端都进行升级才能实现(主流浏览器都已支持HTML5)。此外还有 multiplexing、不同的URL可以复用同一个WebSocket连接等功能。这些都是HTTP长连接不能做到的。

WebSocket优势: 浏览器和服务器只需要要做一个握手的动作,在建立连接之后,双方可以在任意时刻,相互推送信息。同时,服务器与客户端之间交换的头信息很小。

二、WebSocket 相比普通的 TCP 长连接有什么优势?

首先需要指出WebSocket 本身就是 TCP 长连接应用的一种,那么WebSocket 和普通的 Socket 优势区别在哪?最大的却别就是普通的 Socket 就是基础的 Socket,没有规定传输协议,只是提供了最基本的数据传输功能,而 WebSocket 既是一种技术,更是一个 Socket 的应用层协议,它规定了两端之间数据传输的编码和解码方案,有了这个现有的方案,开发者只需要根据其设计出对应的实现,而不再需要自己去搞一套另外的协议。至于浏览器那个 WebSocket 对象,就是一个 WebSocket 协议的实现,使用者只需要调用它的 API 就可以使用 WebSocket 协议进行通讯。WebSocket 不止可以在浏览器上使用,在服务器或者其他类型的客户端也同样可以使用,只要有实现的软件包即可。

  1. WebSocket 是应用层协议,tcp 是传输层协议。
  2. websocket 本身是基于 tcp 实现的。
  3. tcp 本身无所谓长短连接,理想状态下只要不 close,tcp 连接就一直存在(注意是理想)。
  4. 所谓的长连接本身是一条虚拟链路。

三、Http、Socket、WebSocket之间联系与区别

参考:Http、Socket、WebSocket之间联系与区别 - aspirant - 博客园

WebSocket和Socket区别

可以把WebSocket想象成HTTP(应用层),HTTP和Socket什么关系,WebSocket和Socket就是什么关系。

HTTP 协议有一个缺陷:通信只能由客户端发起,做不到服务器主动向客户端推送信息。

WebSocket 协议的最大特点就是,服务器可以主动向客户端推送信息,客户端也可以主动向服务器发送信息,是真正的双向平等对话,属于服务器推送技术的一种


socket和http的区别:
Http协议:简单的对象访问协议,对应于应用层。Http协议是基于TCP链接的。
tcp协议:对应于传输层
ip协议:对应与网络层
TCP/IP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。

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。

Http连接:http连接就是所谓的短连接,及客户端向服务器发送一次请求,服务器端相应后连接即会断掉。

socket连接:socket连接及时所谓的长连接,理论上客户端和服务端一旦建立连接,则不会主动断掉;但是由于各种环境因素可能会是连接断开,比如说:服务器端或客户端主机down了,网络故障,或者两者之间长时间没有数据传输,网络防火墙可能会断开该链接已释放网络资源。所以当一个socket连接中没有数据的传输,那么为了位置连续的连接需要发送心跳消息,具体心跳消息格式是开发者自己定义的。

1.HTTP的长连接一般就只能坚持一分钟而已,而且是浏览器决定的,你的页面很难控制这个行为。
Socket连接就可以维持很久,几天、数月都有可能,只要网络不断、程序不结束,而且是可以编程灵活控制的。
2.HTTP连接是建立在Socket连接之上。在实际的网络栈中,Socket连接的确是HTTP连接的一部分。但是从HTTP协议看,它的连接一般是指它本身的那部分。

TCP/IP协议栈主要分为四层:应用层、传输层、网络层、数据链路层,

每层都有相应的协议,如下图

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http 为短连接

客户端发送请求都需要服务器端回送响应.请求结束后,主动释放链接,因此为短连接。通常的做法是,不需要任何数据,也要保持每隔一段时间向服务器发送"保持连接"的请求。这样可以保证客户端在服务器端是"上线"状态。

HTTP连接使用的是"请求-响应"方式,不仅在请求时建立连接,而且客户端向服务器端请求后,服务器才返回数据。

Socket 连接

要想明白 Socket,必须要理解 TCP 连接。

TCP 三次握手:握手过程中并不传输数据,在握手后服务器与客户端才开始传输数据,理想状态下,TCP 连接一旦建立,在通讯双方中的任何一方主动断开连接之前 TCP 连接会一直保持下去。

Socket 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。

创建 Socket 连接的时候,可以指定传输层协议,可以是 TCP 或者 UDP,当用 TCP 连接,该Socket就是个TCP连接,反之。

Socket为长连接:通常情况下Socket 连接就是 TCP 连接,因此 Socket 连接一旦建立,通讯双方开始互发数据内容,直到双方断开连接。在实际应用中,由于网络节点过多,在传输过程中,会被节点断开连接,因此要通过轮询高速网络,该节点处于活跃状态。

很多情况下,都是需要服务器端向客户端主动推送数据,保持客户端与服务端的实时同步。

若双方是 Socket 连接,可以由服务器直接向客户端发送数据。

若双方是 HTTP 连接,则服务器需要等客户端发送请求后,才能将数据回传给客户端。

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