WS、WebService、HTTPDNS、RESTful、FTP、邮件

WebScoket

Scoket：一套网络编程API，利用它可以建立网络连接，

WebSocket：是基于TCP的支持全双工通信的应用层协议

• 在2011年由IETF标准化为RFC 6455，后由RFC 7936补充规范
• 客户端、服务器，任何一方都可以主动发消息给对方

WebSocket的应用场景很多

• 社交订阅、股票基金报价、体育实况更新、多媒体聊天、多玩家游戏等

HTTP vs WebSocket

HTTP请求的特点：通信只能由客户端发起。所以，早期很多网站（体育赛事直播，聊天，股票基金）为了实现推送技术，所用的技术都是轮询

• 轮询是指由浏览器每隔一段时间（如每秒）向服务器发出HTTP请求，然后服务器返回最新的数据给客户端。

• 为了能更好的节省服务器资源和带宽，并且能够更实时地进行通讯，HTML5规范中出现了WebScoket协议

WebSocket和HTTP属于平级关系，都是应用层的协议（WebScoket也可以认为是对TCP的简单封装）

• 其实TCP本身就是支持全双工通信的（客户端、服务器均可主动发消息给对方）
• 只是HTTP的“请求-应答模式”限制了TCP的能力

WebSocket使用80（ws://）(http）、 443（wss://）(https)端口（为了兼容http协议），可以绕过大多数防火墙的限制

• ws://example.com/wsapi
• wss://secure.example.com/wsapi

与HTTP不同的是， WebSocket需要先建立连接(应用层的连接)

• 这就使得WebSocket成为一种有状态的协议，之后通信时可以省略部分状态信息
• 而HTTP请求可能需要在每个请求都额外携带状态信息（如身份认证等）

WebSocket - 建立连接

WebSocket需要借助HTTP协议来建立连接（也叫作握手， Handshake）

• 由客户端（浏览器）主动发出握手请求

◼ Connection必须设置Upgrade

• 表示客户端希望连接升级

◼ Upgrade必须设置websocket

• 表示希望升级到WebSocket协议

◼ Sec-WebSocket-Version

• 表示支持的Websocket版本
• RFC 6455要求使用的版本是13

◼ Sec-WebSocket-Key是客户端生成的随机字符串，比如例子中的dGh1IHNhbXBsZSBub25jZQ==

◼ 服务器接收到客户端的Sec-WebSocket-Key后，会进行以下操作
① Sec-WebSocket-Key加上一个固定的GUID值（258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11）

• dGh1IHNhbXBsZSBub25jZQ==258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11

② 将①的结果进行SHA-1摘要计算

• b37a4f2cc0624f1690f64606cf385945b2bec4ea

③ 将②的结果进行Hex To Base64编码

• s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=

④ 将③的结果做为Sec-WebSocket-Accept响应头的值，返回给客户端
◼ 如此操作，可以尽量避免普通HTTP请求被误认为WebSocket协议

WebService

WebService，译为： Web服务，是一种跨编程语言和跨操作系统平台的远程调用技术标准（可以认为是一个比较古老的技术）
WebService使用场景举例

• 天气预报、手机归属地查询、航班信息查询、物流信息查询等
• 比如天气预报，是气象局把自己的服务以WebService形式暴露出来，让第三方程序可以调用这些服务功能
• http://www.webxml.com.cn/zh_cn/index.aspx

事实上， WebService完全可以用普通的Web API取代（比如HTTP + JSON）

• 现在很多企业的开放平台都是直接采用Web API

WebService  -- 核心概念

 

SOAP（Simple Object Access Protocol），译为：简单对象访问协议

• 很多时候， SOAP = HTTP + XML
• WebService使用SOAP协议来封装传递数据（HTTP请求的时候，请求体就是一个XML文档，服务器返回的响应体也是一个XML文档.）

WSDL（Web Services Description Language），译为： Web服务描述语言

• 一个XML文档，用以描述WebService接口的细节（比如参数、返回值等）
• 一般在WebService的URL后面跟上?wsdl获取WSDL信息

        比如： http://ws.webxml.com.cn/WebServices/WeatherWS.asmx?wsdl

（有些平台想让自己的数据公开给别人用，没有限制的那种，那怎么公开呢，要遵循一些标准（比如WebService标准），要遵守SOAP协议）

RESTful - 简介

REST的全称是：REpresentational State Transfer（表现层状态转移）

REST是一种互联网软件架构设计风格

• 定义了一组用于创建Web服务的约束
• 符合REST架构的Web服务，称为RESTful Web服务

就类似于每个人有不同的编码风格

RESTful -- 实践建议

◼ URL中使用名词（建议用复数形式），不使用动词

• 推荐：/users、/users/6
• 不推荐：/listUsers、/getUSER?ID=6、/user/list、/user/get?id=6

◼ 使用HTTP的方法表达动作

◼ 一个资源连接到其他资源，使用子资源的形式

• GET /users/6/cars/88
• POST /users/8/cars

◼ API版本化

• wxy.com/v1/users
• wxy.com/v2/users/66

◼ 返回JSON格式数据

◼ 发生错误时，不要返回200状态码 

HTTPDNS

HTTPDNS是基于HTTP协议向DNS服务器发送域名解析请求

 

• 替代了基于DNS协议向运营商Local DNS发起解析请求的传统方式
• 可以避免Local DNS造成的域名劫持和跨网访问问题
• 常用在移动互联网中（比如在Android、 iOS开发中）

HTTPDNS - 使用

市面上已经有现成的解决方案

• 腾讯云： https://cloud.tencent.com/product/httpdns
• 阿里云： https://help.aliyun.com/product/30100.html

移动端集成相关的SDK即可使用HTTPDNS服务
 

FTP

FTP（File Transport Protocol），译为：文件传输协议， RFC 959定义了此规范，是基于TCP的应用层协议

• 在RFC 1738中有定义， FTP的URL格式为： ftp://[user[:password]@]host[:port]/url-path

FTP - 连接模式

FTP有2种连接模式：主动（Active）和被动（Passive）

不管是哪种模式，都需要客户端和服务器建立2个连接

1. 控制连接：用于传输状态信息（命令， cmd）
2. 数据连接：用于传输文件和目录信息（data）

FTP - 主动模式

 

① 客户端打开一个随机的命令端口

• 端口号大于1024，假设为N
• 同时连接至服务器的命令端口21

② 客户端开始监听N+1数据端口

• 同时向服务器发送一个Port命令给服务器的命令端口21
• 此命令告诉服务器

√ 客户端正在监听的数据端口N+1

√ 并且已准备好从此端口接收数据

③ 服务器打开20号数据端口，并且创建和客户端数据端口（N+1）的连接 

FTP - 被动模式

 

客户端通过两个随机的端口与服务器建立连接

• 命令端口N
• 数据端口N+1

① 客户端的命令端口N用于连接服务器的命令端口21
② 客户端通过命令端口N发送PASV命令给服务器的命令端口21
③ 服务器打开一个随机的数据端口P，并告知客户端该端口号P
④ 客户端数据端口N+1发起与服务器数据端口P的连接

邮件相关的协议

◼ 发邮件使用的协议
SMTP（Simple Mail Transfer Protocol），译为：简单邮件传输协议

• 基于TCP，标准参考RFC 5321
• 服务器默认使用25端口， SSL/TLS使用465端口

◼ 收邮件使用的协议
POP（Post Office Protocol），译为：邮局协议

• 基于TCP，最新版是POP3，标准参考RFC 1939
• 服务器默认使用110端口， SSL/TLS使用995端口

IMAP（Internet Message Access Protocol），译为：因特网信息访问协议

• 基于TCP，最新版是IMAP4，标准参考RFC 3501
• 服务器默认使用143端口， SSL/TLS使用993端口

收发邮件的过程

POP vs IMAP

POP的特点

• 客户端连接服务器时，将会从服务器下载所有邮件
• 可以设置下载完后，立即或一段时间后删除服务器邮件
• 客户端的操作（比如删除邮件、移动到文件夹） 不会跟服务器同步
• 每个客户端都是独立的，都可以获得其自己的电子邮件副本

IMAP的特点

• 客户端连接服务器时，获取的是服务器上邮件的基本信息，并不会下载邮件
• 等打开邮件时，才开始下载邮件
• 客户端的操作（比如删除邮件、移动到文件夹） 会跟服务器同步
• 所有客户端始终会看到相同的邮件和相同的文件夹