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去年光棍節的時候，我寫過一篇 quick-cocos2d-x 中的 socket 技術選擇：LuaSocket 和 WebSocket 。這篇文章介紹了我為何決定在項目中使用 LuaSocket 。
現在想起來，當時對 WebSocket 是很感興趣的，但由于服務端的限制，最終依然選擇了 LuaSocket。我後來對 LuaSocket 進行了封裝，使其更好用。
現在，面對一個全新的項目，我自然而然地選擇了 WebSocket。
是以，我需要了解下面這些問題：
- Socket 和 WebSocket 有哪些差別和聯系？
- WebSocket 和 HTML5 是什麼關系？
- 必須在浏覽器中才能使用 WebSocket 嗎？
- WebSocket 能和 Socket 一樣傳輸 raw 資料麼？
- WebSocket 和 Socket 相比會多耗費流量麼？
但是，目前網上全面介紹這兩種協定的中文文章并不多，或者說不夠全面。我無法找到一篇文章能解決上面的所有問題。是以，我寫了本文，把找到的 Socket 和 WebSocket 的相關資料做一個梳理，以友善了解。
本文并不能直接完整回答上面提出的幾個問題，但讀完本文，要了解上面的那些問題，是很容易的事。
由于能力有限，本文不可能很長。而且，技術細節并非所有人都願意仔細了解。本文包含了大量的外部連結，跟随這些連結，可以找到足夠多的細節，滿足你/我的求知欲。
1. 概述
選擇了 WebSocket 技術之後，不可避免的，我要将它和其他協定以及技術做一下比較。最常見的，就是需要比較 WebSocket 與 HTTP、Socket 技術的異同。
WebSocket 是為了滿足基于 Web 的日益增長的實時通信需求而産生的。在傳統的 Web 中，要實作實時通信，通用的方式是采用 HTTP 協定不斷發送請求。但這種方式即浪費帶寬（HTTP HEAD 是比較大的），又消耗伺服器 CPU 占用（沒有資訊也要接受請求）。（下圖來自 WebSocket.org）
而是用 WebSocket 技術，則會大幅降低上面提到的消耗：（下圖來自 websocket.org）
關于更詳細的描述，尹立的這篇文章講得非常好：WebSocket（2）–為什麼引入WebSocket協定 。
那麼，WebSocket 到底與 HTTP 協定到底是一個什麼樣的關系呢？它和 Socket 又有什麼聯系？這就要講到 OSI 模型和 TCP/IP 協定族。
2. OSI 模型與 TCP/IP
以下是 維基百科 中關于OSI 模型的說明：
開放式系統互聯通信參考模型（英語：Open System Interconnection Reference Model，ISO/IEC 7498-1），簡稱為OSI模型（OSI model），一種概念模型，由國際标準化組織（ISO）提出，一個試圖使各種計算機在世界範圍内互連為網絡的标準架構。
而 TCP/IP 協定可以看做是對 OSI 模型的一種簡化（以下内容來自 維基百科）：
它将軟體通信過程抽象化為四個抽象層，采取協定堆疊的方式，分别實作出不同通信協定。協定套組下的各種協定，依其功能不同，被分别歸屬到這四個階層之中7，常被視為是簡化的七層OSI模型。
這裡有一張圖詳細介紹了 TCP/IP 協定族中的各個協定在 OSI模型 中的分布，一圖勝千言（下圖來自 科來）：
這裡是 PDF 版：
下載下傳
TCP/IP 協定和 OSI 模型的内容，在網際網路上有很多。我沒有必要再次介紹它們。在這裡，我們隻需要知道，HTTP、WebSocket 等協定都是處于 OSI 模型的最高層： 應用層 。而 IP 協定工作在網絡層（第3層），TCP 協定工作在傳輸層（第4層）。
至于 OSI 模型的各個層次都有什麼系統和它們對應，這裡有篇很好的文章可以滿足大家的求知欲：OSI七層模型詳解 。
3. WebSocket、HTTP 與 TCP
從上面的圖中可以看出，HTTP、WebSocket 等應用層協定，都是基于 TCP 協定來傳輸資料的。我們可以把這些進階協定了解成對 TCP 的封裝。
既然大家都使用 TCP 協定，那麼大家的連接配接和斷開，都要遵循 TCP 協定中的三次握手和四次握手 ，隻是在連接配接之後發送的内容不同，或者是斷開的時間不同。
更詳細内容可閱讀：wireshark抓包圖解 TCP三向交握/四次揮手詳解
對于 WebSocket 來說，它必須依賴 HTTP 協定進行一次握手 ，握手成功後，資料就直接從 TCP 通道傳輸，與 HTTP 無關了。
4. Socket 與 WebScoket
Socket 其實并不是一個協定。它工作在 OSI 模型會話層（第5層），是為了友善大家直接使用更底層協定（一般是 TCP 或 UDP ）而存在的一個抽象層。
最早的一套 Socket API 是 Berkeley sockets ，采用 C 語言實作。它是 Socket 的事實标準，POSIX sockets 是基于它建構的，多種程式設計語言都遵循這套 API，在 JAVA、Python 中都能看到這套 API 的影子。
下面摘錄一段更容易了解的文字（來自 http和socket之長連接配接和短連接配接差別）：
Socket是應用層與TCP/IP協定族通信的中間軟體抽象層，它是一組接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把複雜的TCP/IP協定族隐藏在Socket接口後面，對使用者來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織資料，以符合指定的協定。
主機 A 的應用程式要能和主機 B 的應用程式通信，必須通過 Socket 建立連接配接，而建立 Socket 連接配接必須需要底層 TCP/IP 協定來建立 TCP 連接配接。建立 TCP 連接配接需要底層 IP 協定來尋址網絡中的主機。我們知道網絡層使用的 IP 協定可以幫助我們根據 IP 位址來找到目标主機，但是一台主機上可能運作着多個應用程式，如何才能與指定的應用程式通信就要通過 TCP 或 UPD 的位址也就是端口号來指定。這樣就可以通過一個 Socket 執行個體唯一代表一個主機上的一個應用程式的通信鍊路了。
而 WebSocket 則不同，它是一個完整的 應用層協定，包含一套标準的 API 。
是以，從使用上來說，WebSocket 更易用，而 Socket 更靈活。
5. HTML5 與 WebSocket
WebSocket API 是 HTML5 标準的一部分， 但這并不代表 WebSocket 一定要用在 HTML 中，或者隻能在基于浏覽器的應用程式中使用。
實際上，許多語言、架構和伺服器都提供了 WebSocket 支援，例如：
- 基于 C 的 libwebsocket.org
- 基于 Node.js 的 Socket.io
- 基于 Python 的 ws4py
- 基于 C++ 的 WebSocket++
- Apache 對 WebSocket 的支援： Apache Module mod_proxy_wstunnel
- Nginx 對 WebSockets 的支援： NGINX as a WebSockets Proxy 、 NGINX Announces Support for WebSocket Protocol 、WebSocket proxying
- lighttpd 對 WebSocket 的支援：mod_websocket