WebSocket 和 Socket 的区别

当我们探讨两件事物的区别和联系时,我们想探讨些什么?

前段时间写了两篇介绍 HTTP 和 WebSocket 的文章,回复中有人说希望了解下WebSocket和Socket的区别。这个问题之前也有想过,自己对此是有大概的答案,可是并不太确定,于是去搜集了些资料(其实就是各种Google),看了很多以前的文档,觉得有些故事十分有趣,整理如下,算是一个外传。

文中图片全来自Google图片搜索,如侵删。

短答案

就像Java和JavaScript,并没有什么太大的关系,但又不能说完全没关系。可以这么说:

  • 命名方面,Socket是一个深入人心的概念,WebSocket借用了这一概念;
  • 使用方面,完全两个东西。

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Java和JavaScript的关系

长答案

当我们探讨两件事物的区别和联系时,我们想探讨些什么?

对于我来说,大多数情况是想知道两件事物本身,而并不是想只想了解「区别」本身。那么对这个问题最直接的解决方法应该是去了解Socket和WebSocket的来源和用法,那么它们的区别和联系就不言自明了。

Socket

Socket可以有很多意思,和IT较相关的本意大致是指在端到端的一个连接中,这两个端叫做Socket。对于IT从业者来说,它往往指的是TCP/IP网络环境中的两个连接端,大多数的API提供者(如操作系统,JDK)往往会提供基于这种概念的接口,所以对于开发者来说也往往是在说一种编程概念。同时,操作系统中进程间通信也有Socket的概念,但这个Socket就不是基于网络传输层的协议了。

Unix 中的 Socket

操作系统中也有使用到Socket这个概念用来进行进程间通信,它和通常说的基于TCP/IP的Socket概念十分相似,代表了在操作系统中传输数据的两方,只是它不再基于网络协议,而是操作系统本身的文件系统。

网络中的 Socket

通常所说的Socket API,是指操作系统中(也可能不是操作系统)提供的对于传输层(TCP/UDP)抽象的接口。现行的Socket API大致都是遵循了BSD Socket规范(包括Windows)。这里称规范其实不太准确,规范其实是POSIX,但BSD Unix中对于Socket的实现被广为使用,所以成为了实际的规范。如果你要使用HTTP来构建服务,那么就不需要关心Socket,如果你想基于TCP/IP来构建服务,那么Socket可能就是你会接触到的API。

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在TCP/IP网络中HTTP的位置

从上图中可以看到,HTTP是基于传输层的TCP协议的,而Socket API也是,所以只是从使用上说,可以认为Socket和HTTP类似(但一个是成文的互联网协议,一个是一直沿用的一种编程概念),是对于传输层协议的另一种直接使用,因为按照设计,网络对用户的接口都应该在应用层。

Socket 名称的由来

和很多其他Internet上的事物一样,Socket这个名称来自于大名鼎鼎的ARPANET(Advanced Research Projects Agency),早期ARPANET中的Socket指的是一个源或者目的地址——大致就是今天我们所说的IP地址和端口号。最早的时候一个Socket指的是一个40位的数字(RFC33中说明了此用法,但在RFC36中并没有明确地说使用40位数字来标识一个地址),其中前32为指向的地址(socket number,大致相当于IP),后8位为发送数据的源(link,大致相当于端口号)。对他们的叫法有很多的版本,这里列举的并不严谨。

端口号的野史

随着ARPANET的发展,后来(RFC433,Socket Number List)socket number被明确地定义为一个40位的数字,其中后8位被用来制定某个特定的应用使用(比如1是Telnet)。这8位数有很多名字:link、socket name、AEN(another eight number,看到这个名字我也是醉了),工程师逗逼起来也是挺拼的。

后来在Internet的规范制定中,才真正的用起了port number这个词。至于为什么端口号是16位的,我想可能有两个原因,一是对于当时的工程师来说,如果每个端口号来标识一个程序,65535个端口号也差不多够用了。二可能是为了对齐吧,^_^!!。

Socket 原本的意思

在上边提到的历史中使用到的Socket,包括TCP文档中使用到的Socket,其实指的是网络传输中的一端,是一个虚拟化的概念。

WebSocket

上边简单叙述了Socket的意义,由于年代久远,很多事情也搞不了那么清楚。但WebSocket是一个很晚近的东西,可以让我们看到它是如何成为现在我们看到的这个样子的。

WHATWG(Web Hypertext Application Technology Working Group)

关于HTML5的故事很多人都是知道的,w3c放弃了HTML,然后有一群人(也有说是这些人供职的公司,不过官方的文档上是说的个人)创立了WHATWG组织来推动HTML语言的继续发展,同时,他们还发展了很多关于Web的技术标准,这些标准不断地被官方所接受。WebSocket就属于WHATWG发布的Web Application的一部分(即HTML5)的产物。

为什么会有 WebSocket

大约在08年的时候,WG的工程师在讨论网络环境中需要一种全双工的连接形式,刚开始一直叫做「TCPConnection」,并讨论了这种协议需要支持的功能,大致已经和我们今天看到的WebSocket差不多了。他们认为基于现有的HTTP之上的一些技术(如长轮询、Comet)并满足不了这种需求,有必要定义一个全新的协议。

名称的由来

在很多的关于HTML5或者WebSocket的文档中,都能看到一个名字,Hixie(Ian Hickson),他是WHATWG组织的发言人,曾供职于Netscape、Opera、Google,看工作的公司就知道这个人的背景了。

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hixie

08年6月18日,一群WHATWG的工程师在讨论一些技术问题,一个工程师提到说「我们之前讨论的那个东西,不要叫TCPConnection 了,还是起个别的名字吧 」,接着几个名字被提及,DuplexConnection,TCPSocket,SocketConnection ,一个叫mcarter(Michael Carter )的工程师说他马上要写一篇关于Comet的文章,如果可以确定这个名称,想在文章中引用这个名字。

Socket一直以来都被人用来表示网络中一个连接的两端,考虑到怎么让工程师更容易接受,后来Hixie说了一句「我看WebSocket这个名字就很适合嘛(Hixie briefly pops back online to record that “WebSocket” would probably be a good new name for the TCPConnection object)」,大家都没有异议,紧接着mcarter在Comet Daily中发表了文章Independence Day: HTML5 WebSocket Liberates Comet From Hacks,后来随着各大浏览器对WebSocket的支持,它变成了实际的标准,IETF也沿用了这个名字。

下边是在WHATWG文档中对WebSocket接口的定义

内容的确定

大多数新技术的出现都是建立在已有技术的铺垫之上的,WebSocket内容的确定也是如此,其中就有Comet看不到的贡献,Comet是一个很有趣的技术,有兴趣可以看看这里

结论

可以把WebSocket想象成HTTP,HTTP和Socket什么关系,WebSocket和Socket就是什么关系。

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