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foreword
Some time ago, I used XMPPFramework to complete a small project imitating WeChat, so I hereby record the knowledge points and some problems in the instant messaging development process, and welcome everyone to come and give advice.
There will be github in the following chapters for the demo of imitating WeChat . address, please follow.This article is about the introduction of Socket
1. Introduction to Socket
1. Socket origin
Socket originated from Unix, and one of the basic philosophies of Unix/Linux is: "Everything is a file", which can be operated in the "open open -> read and write write/read _> close close" mode.
To put it simply, socket is an implementation of this mode. A socket is a special file. Some socket functions operate on it (read/write IO, close, open). These functions will be introduced later.
When we transmit data, we can only use the (transport layer) TCP/IP protocol, but in that case, if there is no application layer, the data content cannot be identified. If you want to make the transmitted data meaningful, you must use the application layer. There are many protocols at the application layer, such as HTTP, FTP, TELNET, etc. You can also define application layer protocols yourself. The WEB protocol uses the HTTP protocol as the application layer protocol to encapsulate the HTTP text information, and then uses the TCP/IP protocol as the transport layer protocol to send it to the network.
2.Socket concept
Socket is an interface for TCP and UDP programming, you can use it to establish TCP/IP connection and so on. The TCP and UDP protocols belong to the transport layer. HTTP is an application layer protocol, which is actually built on top of the TCP protocol. (HTTP is a car, which provides a specific form of encapsulation or real data; socket is an engine, which provides the ability for network communication).
socket称为"套接字",适用于网络通信的方法。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。Socket的出现只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已，是对TCP/IP协议的抽象，从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口。
3.Socket通讯原理
socket是支持TCP/IP协议的网络通信的基本单元,包括:
- 传输控制协议
TCP(传输控制协议)
UDP(数据报文协议)
- 本地主机的IP地址
网络中设备的标示
不易记忆，可以用主机名
本地回环地址：127.0.0.1主机名：localhost
每台计算机都有一个127.0.0.1
如果 127.0.0.1ping不通，说明网卡不工作
如果本机地址ping不通，说明网线坏了
- 本地进程的协议端口号
用于标示进程的逻辑地址，不同进程的标示
有效端口：0~65535
其中0~1024由系统使用或者保留端口
开发中不要使用1024以下的端口
- 远程主机的IP地址
- 远程主机的协议端口号
通过IP找机器，通过端口找程序，通过协议确定如何传输数据
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,计算机操作系统为应用程序与TCP/IP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.
二、网络协议
网络七层由下往上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
其中物理层、数据链路层和网络层通常被称作媒体层，是网络工程师所研究的对象；
传输层、会话层、表示层和应用层则被称作主机层，是用户所面向和关心的内容。
http协议 对应于应用层tcp协议 对应于传输层ip协议 对应于网络层
三者本质上没有可比性。 何况HTTP协议是基于TCP连接的。
TCP/IP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。
我们在传输数据时，可以只使用传输层（TCP/IP），但是那样的话，由于没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用应用层协议，应用层协议很多，有HTTP、FTP、TELNET等等，也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP作传输层协议，以封装HTTP文本信息，然后使用TCP/IP做传输层协议将它发送到网络上。
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。
TCP/UDP
tcp和udp的区别
在这里就必须讲一下udp和tcp的区别了
TCP：面向连接、传输可靠(保证数据正确性,保证数据顺序)、用于传输大量数据(流模式)、速度慢，建立连接需要开销较多(时间，系统资源)。
UDP：面向非连接、传输不可靠、用于传输少量数据(数据包模式)、速度快。
关于TCP是一种流模式的协议，UDP是一种数据报模式的协议，这里要说明一下，TCP是面向连接的，也就是说，在连接持续的过程中，socket中收到的数据都是由同一台主机发出的（劫持什么的不考虑），因此，知道保证数据是有序的到达就行了，至于每次读取多少数据自己看着办。
而UDP是无连接的协议，也就是说，只要知道接收端的IP和端口，且网络是可达的，任何主机都可以向接收端发送数据。这时候，如果一次能读取超过一个报文的数据，则会乱套。比如，主机A向发送了报文P1，主机B发送了报文P2，如果能够读取超过一个报文的数据，那么就会将P1和P2的数据合并在了一起，这样的数据是没有意义的。
TCP三次握手和四次挥手
相对于SOCKET开发者，TCP创建过程和连接拆除过程是由TCP/IP协议栈自动创建的。因此开发者并不需要控制这个过程。但是对于理解TCP底层运作机制，相当有帮助。
因此在这里详细解释一下这两个过程。
TCP三次握手
所谓三次握手(Three-way Handshake)，是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。
三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立TCP连接,并同步连接双方的序列号和确认号并交换 TCP 窗口大小信息.在socket编程中，客户端执行connect()时。将触发三次握手。
首先了解一下几个标志，SYN（synchronous），同步标志，ACK (Acknowledgement），即确认标志，seq应该是Sequence Number，序列号的意思，另外还有四次握手的fin，应该是final，表示结束标志。
第一次握手：客户端发送一个TCP的SYN标志位置1的包指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始序号X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。
第二次握手：服务器发回确认包(ACK)应答。即SYN标志位和ACK标志位均为1同时，将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的序列号加1以，即X+1。
第三次握手：客户端再次发送确认包(ACK) SYN标志位为0，ACK标志位为1。并且把服务器发来ACK的序号字段+1，放在确定字段中发送给对方.并且在数据段放写序列号的+1。
tcp四次挥手
TCP的连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次挥手(four-way handshake)。客户端或服务器均可主动发起挥手动作，在socket
编程中，任何一方执行close()操作即可产生挥手操作。
其实有个问题，为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次挥手？
Because when the server receives the SYN connection request message from the client, it can directly send the SYN+ACK message. The ACK message is used for response, and the SYN message is used for synchronization. But when the connection is closed, when the server receives the FIN message, it is likely not to close the SOCKET immediately, so it can only reply an ACK message first, telling the client, "I received the FIN message you sent". I can only send FIN messages until all the messages on my server have been sent, so I cannot send them together. Therefore, a four-step handshake is required.
3. TCP/UDP Socket
In addition, there are heartbeat packets, disconnection and reconnection, network byte order, etc., which can be understood in conjunction with the following CocoaSocket
4. CocoaSocket
Using socket can realize the function of sending instant messages like QQ. The client and server need to establish a long connection, and in the case of a long connection, send messages. Clients can send heartbeat packets to detect long connections.
When using sockets in iOS development, the third-party library AsyncSocket is generally used. I have to admit that this library is indeed very powerful.
When using AsyncSocket, you can do a layer of encapsulation and provide several interfaces according to your needs. For example: connect, disconnect, send messages, etc. There are also receiving messages. The received messages can be sent out through notifications, agents, blocks, etc.
Author: Codewriter on Notes
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Source: Jianshu The
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