TCP/IP協議與Http、RPC和Socket


  TPC/IP協議是傳輸層協議,主要解決數據如何在網絡中傳輸,而HTTP是應用層協議,主要解決如何包裝數據。關於TCP/IP和HTTP協議的關系,網絡有一段比較容易理解的介紹:“我們在傳輸數據時,可以只使用(傳輸層)TCP/IP協議,但是那樣的話,如果沒有應用層,便無法識別數據內容,如果想要使傳輸的數據有意義,則必須使用到應用層協議,應用層協議有很多,比如HTTP、FTP、TELNET等,也可以自己定義應用層協議。WEB使用HTTP協議作應用層協議,以封裝HTTP 文本信息,然后使用TCP/IP做傳輸層協議將它發到網絡上。”

     術語TCP/IP代表傳輸控制協議/網際協議,指的是一系列協議。“IP”代表網際協議,TCP和UDP使用該協議從一個網絡傳送數據包到另一個網絡。把IP想像成一種高速公路,它允許其它協議在上面行駛並找到到其它電腦的出口。TCP和UDP是高速公路上的“卡車”,它們攜帶的貨物就是像HTTP,文件傳輸協議FTP這樣的協議等。 

    你應該能理解,TCP和UDP是FTP,HTTP和SMTP之類使用的傳輸層協議。雖然TCP和UDP都是用來傳輸其他協議的,它們卻有一個顯著的不同:TCP提供有保證的數據傳輸,而UDP不提供。這意味着TCP有一個特殊的機制來確保數據安全的不出錯的從一個端點傳到另一個端點,而UDP不提供任何這樣的保證。
    HTTP(超文本傳輸協議)是利用TCP在兩台電腦(通常是Web服務器和客戶端)之間傳輸信息的協議。客戶端使用Web瀏覽器發起HTTP請求給Web服務器,Web服務器發送被請求的信息給客戶端。

OSI網絡結構的七層模型,各層的具體描述如下:

  第七層:應用層     定義了用於在網絡中進行通信和數據傳輸的接口 - 用戶程式;提供標准服務,比如虛擬終端、文件以及任務的傳輸 和處理; 
  第六層:表示層     掩蓋不同系統間的數據格式的不同性; 指定獨立結構的數據傳輸格式; 數據的編碼和解碼;加密和解密;壓縮和 解壓縮 
  第五層:會話層     管理用戶會話和對話; 控制用戶間邏輯連接的建立和掛斷;報告上一層發生的錯誤 
  第四層:傳輸層     管理網絡中端到端的信息傳送; 通過錯誤糾正和流控制機制提供可靠且有序的數據包傳送; 提供面向無連接的數 據包的傳送; 
  第三層:網絡層     定義網絡設備間如何傳輸數據; 根據唯一的網絡設備地址路由數據包;提供流和擁塞控制以防止網絡資源的損耗 
  第二層:數據鏈路層 定義操作通信連接的程序; 封裝數據包為數據幀; 監測和糾正數據包傳輸錯誤 
  第一層:物理層      定義通過網絡設備發送數據的物理方式; 作為網絡媒介和設備間的接口;定義光學、電氣以及機械特性。

下面的圖表試圖顯示不同的TCP/IP和其他的協議在最初OSI模型中的位置:

7 應用層 例如HTTPSMTPSNMPFTPTelnetSIPSSHNFSRTSPXMPPWhoisENRP
6 表示層 例如XDRASN.1SMBAFPNCP
5 會話層 例如ASAPTLSSSH、ISO 8327 / CCITT X.225、RPCNetBIOSASPWinsockBSD sockets
4 傳輸層 例如TCPUDPRTPSCTPSPXATPIL
3 網絡層 例如IPICMPIGMPIPXBGPOSPFRIPIGRPEIGRPARPRARP、 X.25
2 數據鏈路層 例如以太網令牌環HDLC幀中繼ISDNATMIEEE 802.11FDDIPPP
1 物理層 例如線路無線電光纖信鴿

1.RPC主要是基於TCP/IP協議,而HTTP服務主要是基於HTTP協議

  (摘自百度百科: OSI模型有7層結構,每層都可以有幾個子層。 OSI的7層從上到下分別是 7 應用層 6 表示層 5 會話層 4 傳輸層 3 網絡層 2 數據鏈路層 1 物理層 ;其中高層(即7、6、5、4層)定義了應用程序的功能,下面3層(即3、2、1層)主要面向通過網絡的端到端的數據流)

 http協議是應用層協議。RPC協議假定某些傳輸協議的存在,如TCP或UDP,為通信程序之間攜帶信息數據。

在OSI網絡通信模型中,RPC跨越了傳輸層和應用層。RPC使得開發包括網絡分布式多程序在內的應用程序更加輕易。

2. 同步和異步的區別。

3. HTTP與RPC存在重大不同的是:請求是使用具有標准語義的通用的接口定向到資源的,這些語義能夠被中間組件和提供服務的來源機器進行解釋。結果是使得一個應用支持分層的轉換(layers of transformation)和間接層(indirection),並且獨立於消息的來源,這對於一個Internet規模、多個組織、無法控制的可伸縮性的信息系統來說,是非常有用的。與之相比較,RPC的機制是根據語言的API(language API)來定義的,而不是根據基於網絡的應用來定義的。

 

 

2. 人們常常錯誤地將HTTP稱作一種遠程過程調用(RPC)機制,僅僅是因為它包括了請求和響應。

    調用遠程機器上的一個過程(procedure)的觀念,是RPC與其他形式的基於網絡的應用通信的區別所在。 RPC的協議識別出過程並且傳遞給它固定的一組參數,然后等待在使用相同接口返回的一個消息中提供的回答。遠程方法調用(RMI)也是類似的,除了過程被標識為一個{對象,方法}的組合,而不是一個簡單的服務過程(service procedure)。被代理的RMI添加了名稱服務的間接層和少量其他的技巧(trick),但是接口基本上是相同的。

   將HTTP和RPC區分開的並不是語法,甚至也不是使用一個流作為參數所獲得的不同的特性,盡管它幫助解釋了為何現有的RPC機制對於Web來說是不可用的。

 

 

 

   

3.HTTP協議的幾個重要概念
 1.連接(Connection):一個傳輸層的實際環流,它是建立在兩個相互通訊的應用程序之間。
 2.消息(Message):HTTP通訊的基本單位,包括一個結構化的八元組序列並通過連接傳輸。
 3.請求(Request):一個從客戶端到服務器的請求信息包括應用於資源的方法、資源的標識符和協議的版本號
 4.響應(Response):一個從服務器返回的信息包括HTTP協議的版本號、請求的狀態(例如“成功”或“沒找到”)和文檔的MIME類型。
 5.資源(Resource):由URI標識的網絡數據對象或服務。
 6.實體(Entity):數據資源或來自服務資源的回映的一種特殊表示方法,它可能被包圍在一個請求或響應信息中。一個實體包括實體頭信息和實體的本身內容。
 7.客戶機(Client):一個為發送請求目的而建立連接的應用程序。
 8.用戶代理(Useragent):初始化一個請求的客戶機。它們是瀏覽器、編輯器或其它用戶工具。
 9.服務器(Server):一個接受連接並對請求返回信息的應用程序。
 10.源服務器(Originserver):是一個給定資源可以在其上駐留或被創建的服務器。
 11.代理(Proxy):一個中間程序,它可以充當一個服務器,也可以充當一個客戶機,為其它客戶機建立請求。請求是通過可能的翻譯在內部或經過傳遞到其它的服務器中。一個代理在發送請求信息之前,必須解釋並且如果可能重寫它。
 代理經常作為通過防火牆的客戶機端的門戶,代理還可以作為一個幫助應用來通過協議處理沒有被用戶代理完成的請求。
 12.網關(Gateway):一個作為其它服務器中間媒介的服務器。與代理不同的是,網關接受請求就好象對被請求的資源來說它就是源服務器;發出請求的客戶機並沒有意識到它在同網關打交道。
 網關經常作為通過防火牆的服務器端的門戶,網關還可以作為一個協議翻譯器以便存取那些存儲在非HTTP系統中的資源。
 13.通道(Tunnel):是作為兩個連接中繼的中介程序。一旦激活,通道便被認為不屬於HTTP通訊,盡管通道可能是被一個HTTP請求初始化的。當被中繼的連接兩端關閉時,通道便消失。當一個門戶(Portal)必須存在或中介(Intermediary)不能解釋中繼的通訊時通道被經常使用。
 14.緩存(Cache):反應信息的局域存儲。

 2.發送請求
 打開一個連接后,客戶機把請求消息送到服務器的停留端口上,完成提出請求動作。
 HTTP/1.0 請求消息的格式為:
 請求消息=請求行(通用信息|請求頭|實體頭)CRLF[實體內容]
 請求 行=方法 請求URL HTTP版本號 CRLF
 方 法=GET|HEAD|POST|擴展方法
 U R L=協議名稱+宿主名+目錄與文件名
 請求行中的方法描述指定資源中應該執行的動作,常用的方法有GET、HEAD和POST。不同的請求對象對應GET的結果是不同的,對應關系如下:
 對象 GET的結果
 文件 文件的內容
 程序 該程序的執行結果
 數據庫查詢 查詢結果
 HEAD??要求服務器查找某對象的元信息,而不是對象本身。
 POST??從客戶機向服務器傳送數據,在要求服務器和CGI做進一步處理時會用到POST方法。POST主要用於發送HTML文本中FORM的內容,讓CGI程序處理。
 一個請求的例子為:
 GEThttp://networking.zju.edu.cn/zju/index.htmHTTP/1.0 networking.zju.edu.cn/zju/index.htmHTTP/1.0 頭信息又稱為元信息,即信息的信息,利用元信息可以實現有條件的請求或應答。
 請求頭??告訴服務器怎樣解釋本次請求,主要包括用戶可以接受的數據類型、壓縮方法和語言等。
 實體頭??實體信息類型、長度、壓縮方法、最后一次修改時間、數據有效期等。
 實體??請求或應答對象本身。
 3.發送響應
 服務器在處理完客戶的請求之后,要向客戶機發送響應消息。
 HTTP/1.0的響應消息格式如下:
 響應消息=狀態行(通用信息頭|響應頭|實體頭) CRLF 〔實體內容〕
 狀態行=HTTP版本號 狀態碼 原因敘述
 狀態碼表示響應類型
 1×× 保留
 2×× 表示請求成功地接收
 3×× 為完成請求客戶需進一步細化請求
 4×× 客戶錯誤
 5×× 服務器錯誤
 響應頭的信息包括:服務程序名,通知客戶請求的URL需要認證,請求的資源何時能使用。
 4.關閉連接
 客戶和服務器雙方都可以通過關閉套接字來結束TCP/IP對話

 

 

 

RPC和Socket的區別

越底層,代碼越復雜、靈活性越高、效率越高;越上層,抽象封裝的越好、代碼越簡單、效率越差。Socket和RPC的區別再次說明了這點。

   RPC(Remote Procedure Call,遠程過程調用)是建立在Socket之上的,出於一種類比的願望,在一台機器上運行的主程序,可以調用另一台機器上准備好的子程序,就像 LPC(本地過程調用).RPC帶來了開發C/S程序的簡單可靠的手段,它通過一種叫XDR的數據表達方法描述數據,程序員書寫偽代碼,然后由 rpcgen程序翻譯為真正的可編譯的C語言源代碼,再編譯成真正的Client端和Server端程序。 
  RPC作為普遍的C/S開發方 法,開發效率高效,可靠.但RPC方法的基本原則是--以模塊調用的簡單性忽略通訊的具體細節,以便程序員不用關心C/S之間的通訊協議,集中精力對付實 現過程.這就決定了 RPC生成的通訊包不可能對每種應用都有最恰當的處理辦法,與Socket方法相比,傳輸相同的有效數據,RPC占用更多的網絡帶寬. 
  RPC是在Socket的基礎上實現的,它比socket需要更多的網絡和系統資源.另外,在對程序優化時,程序員雖然可以直接修改由rpcgen產生的令人費解的源程序,但對於追求程序設計高效率的RPC而言,獲得的簡單性則被大大削弱. 

 


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