HTTP,TCP, socket,RPC,gRPC都是啥？

朱雀 2023-06-14 10:44 192阅读 0赞

### TCP/HTTP与socket ###

首先回顾下计算机网络的五(七)层协议：物理层、数据链路层、网络层、传输层、(会话层、表示层)和应用层。那么从协议上来讲：

*  TCP是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输
 *  HTTP 是应用层协议，主要解决如何包装数据（文本信息），是建立在tcp协议之上的应用。TCP协议是以二进制数据流的形式解决传输层的事儿，但对上层的应用开发极不友好，所以面向应用层的开发又产生了HTTP协议。

而socket 是针对TCP或UDP的具体接口实现，提供了在传输层进行网络编程的方法。

以上内容我们应该都听说的比较多了，下面主要来谈一谈RPC。

### 什么是RPC？ ###

> RPC(Remote Procedure Call)是远程过程调用，比如说现在有两台服务器A, B，一个在A服务器上的应用想要调用B服务器上的应用提供的某个，由于不在两个方法不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络表达调用的语义和传达调用的数据。常存在于分布式系统中。

### 为何有http协议之后，还要RPC调用？ ###

> RPC跟HTTP不是对立面，RPC中可以使用HTTP作为通讯协议。**RPC是一种设计、实现框架，通讯协议只是其中一部分。**
> 
> **RPC的本质是提供了一种轻量无感知的跨进程通信的方式**，在分布式机器上调用其他方法与本地调用无异（远程调用的过程是透明的，你并不知道这个调用的方法是部署在哪里，通过PRC能够解耦服务）。RPC是根据语言的API来定义的，而不是基于网络的应用来定义的，调用更方便，协议私密更安全、内容更小效率更高。
> 
> http接口是在接口不多、系统与系统交互较少的情况下，解决信息孤岛初期常使用的一种通信手段；优点就是简单、直接、开发方便。利用现成的http协议 进行传输。但是如果是一个大型的网站，内部子系统较多、接口非常多的情况下，RPC框架的好处就显示出来了，首先（基于TCP协议的情况下）就是长链接，不必每次通信都要像http 一样去3次握手什么的，减少了网络开销；其次就是RPC框架一般都有注册中心，有丰富的监控管理；发布、下线接口、动态扩展等，对调用方来说是无感知、统 一化的操作。第三个来说就是安全性。最后就是最近流行的服务化架构、服务化治理，RPC框架是一个强力的支撑。

### RPC 中要解决的问题 ###

*  建立通信：在客户端与服务端建立起数据传输通道，大都是TCP连接（gRPC使用了HTTP2）。
 *  寻址：A服务器上的应用需要告诉RPC框架：B服务器地址、端口，调用函数名称。所以必须实现待调用方法到call ID的映射。
 *  序列化与反序列化：由于网络协议都是二进制的，所以调用方法的参数在进行传递时首先要序列化成二进制，B服务器收到请求后要再对参数进行反序列化。恢复为内存中的表达方式，找到对应的方法进行本地调用，得到返回值。返回值从B到A的传输仍要经过序列化与反序列化的过程。

### 一些名词 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>名词</th> 
   <th>特点</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>RPC</td> 
   <td>远程过程调用（分布式、微服务间的方法调用）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HTTP</td> 
   <td>无状态，每次请求都要发送一个request，服务器响应之后就断掉（http header中的keep-alive指的是tcp）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>TCP</td> 
   <td>面向连接，三次握手保证通信可靠</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UDP</td> 
   <td>非面向连接，不可靠，速度快（可以手动对数据收发进行验证，IM系统多采用，QQ）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>socket</td> 
   <td>TCP协议的接口实现，面向传输层进行网络编程</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 单独来谈一谈gRPC ###

gRPC是谷歌开源的一个 RPC 框架，面向移动和 HTTP/2 设计。

*  内容交换格式采用ProtoBuf(Google Protocol Buffers)，开源已久，提供了一种灵活、高效、自动序列化结构数据的机制，作用与XML，Json类似，但使用二进制，（反）序列化速度快，压缩效率高。
 *  传输协议 采用http2，性能比http1.1好了很多

和很多RPC系统一样，服务端负责实现定义好的接口并处理客户端的请求，客户端根据接口描述直接调用需要的服务。客户端和服务端可以分别使用gPRC支持的不同语言实现。

ProtoBuf 具有强大的IDL（interface description language，接口描述语言）和相关工具集（主要是protoc）。用户写好.proto描述文件后，protoc可以将其编译成众多语言的接口代码。

### HTTP/2介绍 ###

新特性：

*  新的二进制格式
    
    HTTP1.X都是基于文本解析，而因为文本表现形式的多样性，基于文本协议的格式解析天然存在健壮性问题。而采用二进制格式后实现方便且健壮。
 *  多路复用
    
    多个request共享一个连接。
 *  header压缩
    
    在HTTP1.x中header信息很多，且每次都会重复发送，造成很大浪费。HTTP2.0使用encoder减少了传输的header大小，且通信双方都缓存一份包含了header信息的表，此后的请求可以只发送差异数据，避免信息的重复传输，进一步减少需要传输的内容大小。
 *  服务端推送
    
    主要的思想是：当一个客户端请求资源X，而服务器知道它很可能也需要资源Z的情况下，服务器可以在客户端发送请求前，主动将资源Z推送给客户端。这个功能帮助客户端将Z放进缓存以备将来之需。也遵守同源策略，且客户端可以拒绝推送过来的资源。

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