一、数据通信过程
一个数据包经由应用程序产生，进入到协议栈中进行各种报文头的包装，然后操作系统调用网卡驱动程序指挥硬件，把数据发送到对端主机。整个过程的大体的图示如下。
协议栈其实是位于操作系统中的一些协议的堆叠，这些协议包括 TCP、UDP、ARP、ICMP、IP等。
通常某个协议的设计都是为了解决某些问题，比如
TCP 的设计就负责安全可靠的传输数据，
UDP 设计就是报文小，传输效率高，
ARP 的设计是能够通过 IP 地址查询物理（Mac）地址，
ICMP 的设计目的是返回错误报文给主机，
IP 设计的目的是为了实现大规模主机的互联互通。
一般处于协议上层的是TCP、UDP协议，IP协议处于下层，这个从TCP/IP四层协议当也可以看得到，IP协议是不可靠的，需要为上层的TCP协议提供通信支持，TCP协议是可靠的，因为有三次握手四次挥手。
应用程序比如浏览器、电子邮件、文件传输服务器等产生的数据，会通过传输层协议进行传输，而应用程序是不会和传输层直接建立联系的，而是有一个能够连接应用层和传输层之间的套件，这个套件就是 Socket。
应用程序的下面就是操作系统内部，操作系统内部包括协议栈，协议栈是一系列协议的堆叠。操作系统下面就是网卡驱动程序，网卡驱动程序负责控制网卡硬件，驱动程序驱动网卡硬件完成收发工作.
二、通过netstat 命令来展示套接字
netstat -ano
# netstat 用于显示套接字内容 , -ano 是可选选项
# a 不仅显示正在通信的套接字，还显示包括尚未开始通信等状态的所有套接字
# n 显示 IP 地址和端口号
# o 显示套接字的程序 PID
图中的每一行都相当于一个套接字，每一列也被称为一个元组，所以一个套接字就是五元组（协议、本地地址、外部地址、状态、PID）。有的时候也被叫做四元组，四元组不包括协议。
比如图中的第一行，它的协议就是 TCP，本地地址和远程地址都是 0.0.0.0，这表示通信还没有开始，IP 地址暂时还未确定，而本地端口已知是 135，但是远程端口还未知，此时的状态是 LISTENING，LISTENING 表示应用程序已经打开，正在等待与远程主机建立连接最后一个元组是 PID，即进程标识符，PID 就像我们的身份证号码，能够精确定位唯一的进程。
三、OSI七层协议模型 (open system interconnection)
应用层：TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 等等
表示层：处理数据格式，数据加密等
会话层：建立、维护和管理会话
传输层：TCP，UDP
网络层：IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP
数据链路层：SLIP，CSLIP，PPP，MTU
物理层：比特流传输每一抽象层建立在低一层提供的服务上，并且为高一层提供服务，看起来大概是这样子的
通过上面的图形，由于底一层的需要向高一层的提供服务，我们大致的理解应用程序需要传输层的tcp和网络层的ip协议提供服务，可以说，TPC/IP协议是传输层协议，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。
四、Socket
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口，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。
3.1 Socket创建
Socket 是和应用程序一起创建的。
1、应用程序中有一个 socket 组件，在应用程序启动时，会调用 socket 申请创建套接字，协议栈会根据应用程序的申请创建套接字：
2、首先分配一个套接字所需的内存空间，这一步相当于是为控制信息准备一个容器，但只有容器并没有实际作用，所以你还需要向容器中放入控制信息；
3、如果你不申请创建套接字所需要的内存空间，你创建的控制信息也没有地方存放，所以分配内存空间，放入控制信息缺一不可。至此套接字的创建就已经完成了。
4、套接字创建完成后，会返回一个套接字描述符给应用程序，这个描述符相当于是区分不同套接字的号码牌。根据这个描述符，应用程序在委托协议栈收发数据时就需要提供这个描述符。3.2 套接字连接
套接字创建完成后，最终还是为数据收发服务的，在数据收发之前，还需要进行一步 connect，也就是建立连接的过程。应用程序通过 TCP/IP 协议标准从一个主机通过网络介质传输到另一个主机的过程。
1、套接字刚刚创建完成后，还没有数据，也不知道通信对象。在这种状态下，即使你让客户端应用程序委托协议栈发送数据，它也不知道发送到哪里。
2、所以浏览器需要根据网址来查询服务器的 IP 地址，做这项工作的协议是 DNS，查询到目标主机后，再把目标主机的 IP 告诉协议栈，至此，客户端这边就准备好了
3、在服务器上，与客户端一样也需要创建套接字，但是同样的它也不知道通信对象是谁，所以我们需要让客户端向服务器告知客户端的必要信息：IP 地址和端口号。
4、通信双方收到数据之后，还需要一块位置来存放，这个位置就是缓冲区，它是内存的一部分，有了缓冲区，就能够进行数据的收发操作了。具体实现
客户端应用程序需要调用 Socket 库中的 connect 方法，提供 socket 描述符和服务器 IP 地址、端口号。
这些信息会传递给协议栈中的 TCP 模块，TCP 模块会对请求报文进行封装，再传递给 IP 模块，进行 IP 报文头的封装，然后传递给物理层，进行帧头封装，之后通过网络介质传递给服务器，服务器上会对帧头、IP 模块、TCP 模块的报文头进行解析，从而找到对应的套接字，套接字收到请求后，会写入相应的信息，并且把状态改为正在连接。请求过程完成后，服务器的 TCP 模块会返回响应，这个过程和客户端是一样的。
四、TCP/IP、Socket、Http的区别
http是要基于TCP连接基础上的，简单的说，TCP就是单纯建立连接，不涉及任何我们需要请求的实际数据，简单的传输。http是用来收发数据，即实际应用上来的。客户端和应用服务器建立TCP连接之后，就需要用http协议来传送数据了，HTTP协议简单来说，还是请求，确认，连接。 总体就是C发送一个HTTP请求给S，S收到了这个http请求，然后返回给Chttp响应，然后C的中间件或者说浏览器把这些数据渲染成为了网页，展示在用户面前。
1.socket是通信的基石，是TCP/IP的基本操作单元（最小单位），可以理解为TCP/IP的封装，调用接口,(所有的程序都是默认调用吗？)
2.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(所有应用层都一样？)
3.HTTP等应用层协议，格式的统一（像串口协议一样，格式和速度）
4.Http是基于TCP协议的，tcp计算机通信传数据，但是无法解析数据，解析需要http协议http是网络上层协议。底层还是socket短连接是发送数据时进行联接。发送完关闭(http基于短连接的tcp协议)；可以认为不论应用层协议使用的是什么，都是通过调用Socket(对传输层的封装)去进行数据传输的。
具体应用层使用什么协议，需要按照实际需求去进行操作，比如短连接则可以通过http请求实现；长链接可以使用调用Socket去实现。
长连接：通信双方长期的保持一个连接状态不断开，一旦建立连接后，就不断开，除非发生异常，比较消耗IO资源。
短连接：通信双方不是保持一个长期的连接状态，比如Http协议，当客户端发起http请求，服务器处理http请求，当服务器处理完成后，返回客户端数据后就断开链接。
