socket 和 webscoket 的區別

Socket和WebSocket的來源

 

Socket

 

Socket大致是指 在端到端的一個連接中，這兩個端叫做Socket。對於IT從業者來說，它往往指的是TCP/IP網絡環境中的兩個連接端，大多數的API提供者（如操作系統，JDK）往往會提供基於這種概念的接口，所以對於開發者來說也往往是在說一種編程概念。同時，操作系統中進程間通信也有Socket的概念，但這個Socket就不是基於網絡傳輸層的協議了。

 

Unix系統中的socket

操作系統中也有使用到Socket這個概念用來進行進程間通信，它和通常說的基於TCP/IP的Socket概念十分相似，代表了在操作系統中傳輸數據的兩方，只是它不再基於網絡協議，而是操作系統本身的文件系統。

網絡中的Socket

通常所說的Socket API，是指操作系統中（也可能不是操作系統）提供的對於傳輸層（TCP/UDP）抽象的接口。現行的Socket API大致都是遵循了BSD Socket規范（包括Windows）。這里稱規范其實不太准確，規范其實是POSIX，但BSD Unix中對於Socket的實現被廣為使用，所以成為了實際的規范。如果你要使用HTTP來構建服務，那么就不需要關心Socket，如果你想基於TCP/IP來構建服務，那么Socket可能就是你會接觸到的API

 

從上圖中可以看到，HTTP是基於傳輸層的TCP協議的，而Socket API也是，所以只是從使用上說，可以認為Socket和HTTP類似（但一個是成文的互聯網協議，一個是一直沿用的一種編程概念），是對於傳輸層協議的另一種直接使用，因為按照設計，網絡對用戶的接口都應該在應用層。

Socket名稱的由來

和很多其他Internet上的事物一樣，Socket這個名稱來自於大名鼎鼎的ARPANET（Advanced Research Projects Agency），早期ARPANET中的Socket指的是一個源或者目的地址——大致就是今天我們所說的IP地址和端口號。最早的時候一個Socket指的是一個40位的數字（RFC33中說明了此用法，但在RFC36中並沒有明確地說使用40位數字來標識一個地址），其中前32為指向的地址（socket number，大致相當於IP），后8位為發送數據的源（link，大致相當於端口號）。對他們的叫法有很多的版本，這里列舉的並不嚴謹。

端口號的野史

隨着ARPANET的發展，后來（RFC433，Socket Number List）socket number被明確地定義為一個40位的數字，其中后8位被用來制定某個特定的應用使用（比如1是Telnet）。這8位數有很多名字：link、socket name、AEN（another eight number，看到這個名字我也是醉了），工程師逗逼起來也是挺拼的。

后來在Internet的規范制定中，才真正的用起了port number這個詞。至於為什么端口號是16位的，我想可能有兩個原因，一是對於當時的工程師來說，如果每個端口號來標識一個程序，65535個端口號也差不多夠用了。二可能是為了對齊吧，^_!!。

Socket原本的意思

在上邊提到的歷史中使用到的Socket，包括TCP文檔中使用到的Socket，其實指的是網絡傳輸中的一端，是一個虛擬化的概念。

WebSocket

上邊簡單敘述了Socket的意義，由於年代久遠，很多事情也搞不了那么清楚。但WebSocket是一個很晚進的東西，可以讓我們看到它是如何成為現在我們看到的這個樣子的。WebSocket protocol 是HTML5一種新的協議。目前除了完犢子的IE瀏覽器，其他瀏覽器都基本支持。它實現了瀏覽器與服務器全雙工通信(full-duplex)。一開始的握手需要借助HTTP請求完成。

他的目的是，即時通訊，替代輪詢。網站上的即時通訊是很常見的，比如網頁的QQ，聊天系統等。按照以往的技術能力通常是采用輪詢、Comet技術解決。

長輪詢的缺點：HTTP協議是非持久化的，單向的網絡協議，在建立連接后只允許瀏覽器向服務器發出請求后，服務器才能返回相應的數據。當需要即時通訊時，通過輪詢在特定的時間間隔（如1秒），由瀏覽器向服務器發送Request請求，然后將最新的數據返回給瀏覽器。這樣的方法最明顯的缺點就是需要不斷的發送請求，而且通常HTTP request的Header是非常長的，為了傳輸一個很小的數據 需要付出巨大的代價，是很不合算的，占用了很多的寬帶。

然而WebSocket的出現可以彌補這一缺點。在WebSocket中，只需要服務器和瀏覽器通過HTTP協議進行一個握手的動作，然后單獨建立一條TCP的通信通道進行數據的傳送。

WebSocket原理

WebSocket同HTTP一樣也是應用層的協議，但是它是一種雙向通信協議，是建立在TCP之上的。

握手過程：

• 1. 瀏覽器、服務器建立TCP連接，三次握手。這是通信的基礎，傳輸控制層，若失敗后續都不執行。
• 2. TCP連接成功后，瀏覽器通過HTTP協議向服務器傳送WebSocket支持的版本號等信息。（開始前的HTTP握手）
• 3. 服務器收到客戶端的握手請求后，同樣采用HTTP協議回饋數據。
• 4. 當收到了連接成功的消息后，通過TCP通道進行傳輸通信。

　   webbSocket與HTTP的關系

相同點：

• 1. 都是一樣基於TCP的，都是可靠性傳輸協議。
• 2. 都是應用層協議。

不同點:

• 1. WebSocket是雙向通信協議，模擬Socket協議，可以雙向發送或接受信息。HTTP是單向的。
• WebSocket是需要握手進行建立連接的。

聯系：WebSocket在建立握手時，數據是通過HTTP傳輸的。但是建立之后，在真正傳輸時候是不需要HTTP協議的。

WHATWG(Web Hypertext Application Technology Working Group)

關於HTML5的故事很多人都是知道的，w3c放棄了HTML，然后有一群人（也有說是這些人供職的公司，不過官方的文檔上是說的個人）創立了WHATWG組織來推動HTML語言的繼續發展，同時，他們還發展了很多關於Web的技術標准，這些標准不斷地被官方所接受。WebSocket就屬於WHATWG發布的Web Application的一部分（即HTML5）的產物。

為什么會有WebSocket

大約在08年的時候，WG的工程師在討論網絡環境中需要一種全雙工的連接形式，剛開始一直叫做「TCPConnection」，並討論了這種協議需要支持的功能，大致已經和我們今天看到的WebSocket差不多了。他們認為基於現有的HTTP之上的一些技術（如長輪詢、Comet）並滿足不了這種需求，有必要定義一個全新的協議。

名稱的由來

在很多的關於HTML5或者WebSocket的文檔中，都能看到一個名字，Hixie（Ian Hickson），他是WHATWG組織的發言人，曾供職於Netscape、Opera、Google，看工作的公司就知道這個人的背景了。

hixie

08年6月18日，一群WHATWG的工程師在討論一些技術問題，一個工程師提到說「我們之前討論的那個東西，不要叫TCPConnection 了，還是起個別的名字吧 」，接着幾個名字被提及，DuplexConnection，TCPSocket，SocketConnection ，一個叫mcarter（Michael Carter ）的工程師說他馬上要寫一篇關於Comet的文章，如果可以確定這個名稱，想在文章中引用這個名字。

Socket一直以來都被人用來表示網絡中一個連接的兩端，考慮到怎么讓工程師更容易接受，后來Hixie說了一句「我看WebSocket這個名字就很適合嘛（Hixie briefly pops back online to record that "WebSocket" would probably be a good new name for the TCPConnection object）」，大家都沒有異議，緊接着mcarter在Comet Daily中發表了文章Independence Day: HTML5 WebSocket Liberates Comet From Hacks，后來隨着各大瀏覽器對WebSocket的支持，它變成了實際的標准，IETF也沿用了這個名字。

下邊是在WHATWG文檔中對WebSocket接口的定義

enum BinaryType { "blob", "arraybuffer" }; [Constructor(USVString url, optional (DOMString or sequence<DOMString>) protocols = []), Exposed=(Window,Worker)] interface WebSocket : EventTarget { readonly attribute USVString url; // ready state const unsigned short CONNECTING = 0; const unsigned short OPEN = 1; const unsigned short CLOSING = 2; const unsigned short CLOSED = 3; readonly attribute unsigned short readyState; readonly attribute unsigned long long bufferedAmount; // networking attribute EventHandler onopen; attribute EventHandler onerror; attribute EventHandler onclose; readonly attribute DOMString extensions; readonly attribute DOMString protocol; void close([Clamp] optional unsigned short code, optional USVString reason); // messaging attribute EventHandler onmessage; attribute BinaryType binaryType; void send(USVString data); void send(Blob data); void send(ArrayBuffer data); void send(ArrayBufferView data); }; 

內容的確定

大多數新技術的出現都是建立在已有技術的鋪墊之上的，WebSocket內容的確定也是如此，其中就有Comet看不到的貢獻，Comet是一個很有趣的技術，有興趣可以看看這里

WebSocket與Socket的關系

Socket其實並不是一個協議，而是為了方便使用TCP或UDP而抽象出來的一層，是位於應用層和傳輸控制層之間的一組接口。tcp是可靠的連接，且連接后才可以發送數據；udp是不可靠的連接，不連接就可以發送數。

Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把復雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口后面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議。

當兩台主機通信時，必須通過Socket連接，Socket則利用TCP/IP協議建立TCP連接。TCP連接則更依靠於底層的IP協議，IP協議的連接則依賴於鏈路層等更低層次。

結論

可以把WebSocket想象成HTTP，HTTP和Socket什么關系，WebSocket和Socket就是什么關系。