一、OSI & TCP/IP模型

首先我们要了解OSI七层模型，和预支对应的TCP/IP 四层的模型。

用下面的图可以看出，TCP UDP 工作在传输层，而 HTTP WebSocket 工作在应用层，但socket不属于七层模型中的任何一层，可以理解为socket工作在传输层与应用层中间的隐含层中。

socket 本身不是一种协议，而是对传输层中的 TCP/ UDP 协议进行了封装，对用户隐藏了内部TCP/ UDP 是如何传输的，只提供一套接口（API）给程序员调用(套接字)，从而完成 socket 编程。通过 socket 接口，我们才能使用 TCP/UDP 协议。

二、几者之间的关系

HTTP WebSocket 等应用层协议通过 socket 接口从而调用 TCP/ UDP 等传输层协议，从而达到网络通信。

TCP/ UDP => Socket => HTTP WebSocket

综上所述，我们编程不会直接去调用TCP/ UDP ，而是通过他们封装好的接口 Socket 去通信。可以说，现在几乎网络上所有的通信，底层都是通过 Socket 完成的，一切皆 Socket 。

三、HTTP

HTTP 是基于 TCP 协议的应用的超文本传输协议，属于应用层的协议。请求时需建立 TCP 连接，请求结束后断开连接，完成一次请求/响应操作。

HTTP 协议永远都是客户端发起请求，服务器回送响应，这样就限制了使用 HTTP 协议，无法实现在客户端没有发起请求的时候，服务器将消息推送给客户端。

HTTP 协议是一个无状态的协议，同一个客户端的这次请求和上次请求是没有对应关系。

四、Socket

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）

Socket连接需要一对套接字，一个运行于客户端，另一个运行于服务端！之间的连接分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

（1）服务器监听：服务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。

（2）客户端请求：由客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务端的套接字。所以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。

（3）连接确认：指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，它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，连接就建立好了。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。

五、WebSocket

WebSocket 也是一种协议，并且也是基于 TCP 协议的。可以理解为 WebSocket 是 HTTP 的优化，但 WebSocket 不仅仅在Web应用程序上得到支持。WebSocket 虽然是 Html5 的产物，但也不仅仅局限于浏览器的应用程序，许多语言都提供了 WebSocket 的支持，比如C，C++，Python等。

为了建立⼀个 WebSocket 连接，客户端浏览器首先要向服务器发起⼀个 HTTP 请求，这个请求和通常的 HTTP 请求不同，包含了⼀些附加头信息，通过这个附加头信息完成握⼿过程并升级协议的过程。如下图所示：

5.1、WebSocket 优点

节约带宽。不停地轮询服务端数据这种方式，使用的是 http 协议，head 信息很大，有效数据占比低，而使用 WebSocket 方式，头信息很小，有效数据占比高。
无浪费。轮询方式有可能轮询10次，才碰到服务端数据更新，那么前9次都白轮询了，因为没有拿到变化的数据。而 WebSocket 是由服务器主动回发，来的都是新数据。
实时性，考虑到服务器压力，使用轮询方式不可能很短的时间间隔，否则服务器压力太多，所以轮询时间间隔都比较长，好几秒，设置十几秒。而 WebSocket 是由服务器主动推送过来，实时性是最高的。

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