<1>移动设备的网络通信 http /socket

薛华奥
2023-12-01

《一、》http /socket

1TCP连接

手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议,可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口,使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”:

第一次握手:客户端发送syn(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SYNack=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SYNACK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”(过程就不细写了,就是服务器和客户端交互,最终确定断开)


2HTTP连接

HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol ),是Web联网的基础,也是手机联网常用的协议之一,HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应,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”。

1)在HTTP 1.0中,客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接,在处理完本次请求后,就自动释放连接

2)在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求,并且多个请求可以重叠进行,不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

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。


3SOCKET原理

3.1套接字(socket)概念

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TCPIP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。

3.2 建立socket连接

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。

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 

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。

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。


4SOCKET连接与TCP连接

创建Socket连接时,可以指定使用的传输层协议,Socket可以支持不同的传输层协议(TCPUDP),当使用TCP协议进行连接时,该Socket连接就是一个TCP连接。


5Socket连接与HTTP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。

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。

很多情况下,需要服务器端主动向客户端推送数据,保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接,服务器就可以直接将数据传送给客户端;若双方建立的是HTTP连接,则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端,因此,客户端定时向服务器端发送连接请求,不仅可以保持在线,同时也是在“询问”服务器是否有新的数据,如果有就将数据传给客户端。


《二、》IOS要:使用开源代码IOS进行socket编程

iphone的标准推荐CFNetwork C库编程.但是编程比较烦躁。在其它OS往往用类来封装的对Socket函数的处理。比如MFC的CAsysncSocket.在iphone也有类似于开源项目.cocoa AsyncSocket库, 官方网站:http://code.google.com/p/cocoaasyncsocket/ ;它用来简化CFnetwork的调用.

一.在项目引入ASyncSocket库

  1.下载ASyncSocket库源码

  2.把ASyncSocket库源码加入项目:只需要增加RunLoop目录中的AsyncSocket.h、AsyncSocket.m、AsyncUdpSocket.h和AsyncUdpSocket.m四个文件。

  3.在项目增加CFNetwork框架

       在Framework目录右健,选择Add-->Existing Files...    , 选择 CFNetwork.framework

二.TCP客户端

  1. 在controller头文件定义AsyncSocket对象

#import <UIKit/UIKit.h>

#import "AsyncSocket.h"

@interface HelloiPhoneViewController : UIViewController {

    UITextField    * textField;

    AsyncSocket * asyncSocket;

}

@property (retain, nonatomic) IBOutlet UITextField *textField;

- (IBAction) buttonPressed: (id)sender;

- (IBAction) textFieldDoneEditing: (id)sender;    

@end

  2.在需要联接地方使用connectToHost联接服务器

  其中initWithDelegate的参数中self是必须。这个对象指针中的各个Socket响应的函数将被ASyncSocket所调用.

    asyncSocket = [[AsyncSocket alloc] initWithDelegate:self]; 

    NSError *err = nil; 

    if(![asyncSocket connectToHost:host on:port error:&err]) 

    { 

        NSLog(@"Error: %@", err); 

    } 

3.增加Socket响应事件

     因为initWithDelegate把将当前对象传递进去,这样只要在当前对象方法实现相应方法.

4.关于NSData对象

    无论SOCKET收发都采用NSData对象.它的定义是 http://developer.apple.com/library/mac/#documentation/Cocoa/Reference/Foundation/Classes/NSData_Class/Reference/Reference.html

   NSData主要是带一个(id)data指向的数据空间和长度 length.

    NSString 转换成NSData 对象

      NSData* xmlData = [@"testdata" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

 

   NSData 转换成NSString对象

   NSData * data;

   NSString *result = [[NSString alloc] initWithData:data  encoding:NSUTF8StringEncoding];

4.发送数据

     AsyncSocket  writeData    方法来发送数据,它有如下定义

    - (void)writeData:(NSData *)data withTimeout:(NSTimeInterval)timeout tag:(long)tag;

以下是一个实例语句.

     NSData* aData= [@"test data" dataUsingEncoding: NSUTF8StringEncoding];

     [sock writeData:aData withTimeout:-1 tag:1];

 在onSocket重载函数,有如定义采用是专门用来处理SOCKET的发送数据的:

    -(void)onSocket(AsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag

{

      NSLog(@"thread(%),onSocket:%p didWriteDataWithTag:%d",[[NSThread currentThread] name],

     sock,tag);

5.接收Socket数据.

    在onSocket重载函数,有如定义采用是专门用来处理SOCKET的接收数据的.

    -(void) onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag

在中间将其转换成NSString进行显示.

    NSString* aStr = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding]; 

    NSLog(@"===%@",aStr); 

    [aStr release];

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