终于有人把tcp、http、rpc和grpc总结完整了

2023-04-27 01:09:47 浏览数 (1)

随着微服务的迅速发展，各大互联网企业也投入到微服务的使用种。微服务最大的特点是，跨进程、跨服务、跨语言之间的调用，使得我们能够像调用本地类、函数一样。当微服务具备该特点，将我们复杂的业务拆分成不同的服务，服务之间在相互调用。这也是微服务为什么火的原因之一。

要使用好微服务，不仅仅是对业务的拆分能力要求高，同时对服务之间的通信也要求高，今天就来给大家总结几种常用的通信协议，它们分别是什么、有什么优缺点以及各种协议之间的对比。

前面一篇文章对微服务的架构，做了一个简单的介绍，这一篇就来针对各种常用的通讯协议做一个汇总。一篇文章快速理解微服务架构

什么是tcp

TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。TCP协议具有以下特点：

  1. 面向连接：TCP协议在数据传输之前需要建立连接，数据传输完成后需要释放连接，保证了数据传输的可靠性和完整性。
  2. 可靠性高：TCP协议采用确认机制、序列号和校验和等技术，可以保证数据传输的可靠性和完整性。
  3. 拥塞控制：TCP协议采用拥塞控制算法，可以避免网络拥塞和丢包等问题，保证了数据传输的稳定性和公平性。
  4. 全双工通信：TCP协议支持全双工通信，即客户端和服务器端都可以同时发送和接收数据，实现了双向通信。
  5. 高效性：TCP协议采用滑动窗口机制和分段传输技术，可以提高数据传输的效率和性能。
  6. 支持多种应用协议：TCP协议可以支持多种应用层协议，例如HTTP、FTP、SMTP等。
  7. 可靠的错误恢复：TCP协议可以对丢失、重复、损坏和超时等错误进行恢复和处理，保证了数据传输的可靠性和完整性。

TCP协议的数据传输过程如下：

  1. 客户端向服务器端发送SYN（同步）请求，请求建立连接。
  2. 服务器端收到SYN请求后，向客户端发送SYN ACK（同步和确认）应答，表示可以建立连接。
  3. 客户端收到SYN ACK应答后，向服务器端发送ACK（确认）应答，表示连接已经建立成功。
  4. 数据传输完成后，客户端和服务器端分别发送FIN（结束）请求，请求释放连接。
  5. 收到FIN请求后，另一方发送ACK应答，表示已经收到了结束请求。
  6. 双方都收到了对方的ACK应答后，即完成了连接的释放。

TCP协议具有面向连接、可靠性高、拥塞控制、全双工通信、高效性、支持多种应用协议等特点，是一种非常重要的传输层协议。

tcp的优缺点

tcp的优点

TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议，具有以下优点：

  1. 可靠性高：TCP采用确认机制、序列号和校验和等技术，可以保证数据传输的可靠性和完整性。
  2. 拥塞控制：TCP采用拥塞控制算法，可以避免网络拥塞和丢包等问题，保证了数据传输的稳定性和公平性。
  3. 全双工通信：TCP支持全双工通信，即客户端和服务器端都可以同时发送和接收数据，实现了双向通信。
  4. 高效性：TCP采用滑动窗口机制和分段传输技术，可以提高数据传输的效率和性能。
  5. 支持多种应用协议：TCP可以支持多种应用层协议，例如HTTP、FTP、SMTP等。
  6. 可靠的错误恢复：TCP可以对丢失、重复、损坏和超时等错误进行恢复和处理，保证了数据传输的可靠性和完整性。
  7. 可靠的顺序传输：TCP可以保证数据按照发送的顺序进行传输，避免了数据乱序的问题。
  8. 适用于长连接：TCP适用于长连接，可以减少建立和释放连接的开销，提高了网络传输的效率和性能。

TCP具有可靠性高、拥塞控制、全双工通信、高效性、支持多种应用协议等优点，是一种非常重要的传输层协议。

tcp的缺点

TCP（Transmission Control Protocol）虽然具有很多优点，但仍存在以下缺点：

  1. 较为复杂：TCP协议的实现较为复杂，需要考虑到各种网络环境和异常情况，对于开发人员而言学习成本较高。
  2. 传输效率相对较低：TCP采用确认机制、序列号等技术，保证了数据传输的可靠性和完整性，但也使得数据传输效率相对较低。
  3. 不适用于短连接：TCP适用于长连接，对于短连接的支持不够友好，会增加建立和释放连接的开销。
  4. 不适用于实时性要求高的场景：由于TCP采用确认机制和重传机制，无法保证数据的实时性，不适用于实时性要求较高的场景。
  5. 不适用于高负载场景：当网络负载较大时，TCP采用拥塞控制算法可能会导致传输速度下降，影响了数据传输的效率和性能。
  6. 无法支持广播和多播：TCP协议无法支持广播和多播，只能进行点对点的数据传输。

TCP虽然具有很多优点，但仍存在一些缺点，例如传输效率相对较低、不适用于短连接等。在选择协议时，需要根据具体的需求和场景进行综合考虑。

什么是rcp

RPC是远程过程调用（Remote Procedure Call）的缩写。它是一种计算机通信协议，使得程序可以请求另一个进程或者计算机上的服务，就像调用本地的函数一样，从而实现分布式系统之间的交互和通讯。RPC可以大大简化分布式系统的开发，提高系统的可维护性和可扩展性。

rpc的优缺点

rpc的优点

RPC具有以下优势：

  1. 抽象屏蔽：RPC框架可以屏蔽底层的网络通信细节，使得远程调用就像本地调用一样简单。
  2. 可扩展性：RPC框架可以支持多种协议和编码方式，可以适应不同场景的需求，同时也可以方便地添加新的功能和服务。
  3. 可靠性：RPC框架通常会提供各种机制来保证通信的可靠性，如超时重试、错误处理等。
  4. 高效性：RPC框架通常使用二进制协议和高效的序列化方式，可以大大减少网络传输的数据量，提高系统的性能。
  5. 语言无关性：RPC框架可以支持多种编程语言，使得不同语言的程序可以方便地进行交互和通讯。

rpc的缺点

RPC也有以下缺点：

  1. 依赖网络：RPC需要通过网络进行通信，因此对网络的稳定性和延迟要求比较高。
  2. 难以调试：由于RPC是跨进程或者跨计算机的调用，因此调试起来比较困难，需要使用一些特殊的工具和技术。
  3. 数据格式限制：RPC框架通常会限制数据的格式和大小，如果需要传输大量的数据或者复杂的数据结构，可能会导致性能问题。
  4. 安全性问题：RPC通常不会提供加密和认证等安全机制，需要在应用层进行处理，否则容易受到攻击。
  5. 可靠性问题：RPC框架虽然提供了一些机制来保证通信的可靠性，但仍然可能出现通信失败、丢失消息等情况，需要应用程序自己处理。

什么是grpc

gRPC是Google开源的一种高性能、通用的远程过程调用（RPC）框架，基于Protocol Buffers序列化协议进行数据传输。与其他RPC框架相比，gRPC具有以下优势：

  1. 高性能：gRPC采用基于HTTP/2的二进制传输协议，可以实现双向流、头部压缩和多路复用等特性，提高了网络传输的效率和性能。
  2. 多语言支持：gRPC支持多种编程语言，包括C 、Java、Python、Go、Ruby等，可以方便地构建跨语言的分布式系统。
  3. 自动生成代码：gRPC可以根据服务定义文件自动生成客户端和服务器端的代码，大大简化了开发过程。
  4. 可扩展性：gRPC支持多种负载均衡算法和服务发现机制，可以适应不同场景的需求。
  5. 安全性：gRPC支持TLS加密和认证等安全机制，保障通信的安全性。
  6. 易于使用和维护：gRPC提供了丰富的文档和工具链，使得开发和维护分布式系统变得更加容易。

grpc的优缺点

grpc的优点

gRPC是一种高性能、通用的远程过程调用（RPC）框架，具有以下优点：

  1. 高性能：gRPC采用基于HTTP/2的二进制传输协议，可以实现双向流、头部压缩和多路复用等特性，提高了网络传输的效率和性能。
  2. 多语言支持：gRPC支持多种编程语言，包括C 、Java、Python、Go、Ruby等，可以方便地构建跨语言的分布式系统。
  3. 自动生成代码：gRPC可以根据服务定义文件自动生成客户端和服务器端的代码，大大简化了开发过程。
  4. 可扩展性：gRPC支持多种负载均衡算法和服务发现机制，可以适应不同场景的需求。
  5. 安全性：gRPC支持TLS加密和认证等安全机制，保障通信的安全性。
  6. 易于使用和维护：gRPC提供了丰富的文档和工具链，使得开发和维护分布式系统变得更加容易。
  7. 支持多种序列化协议：gRPC支持多种序列化协议，包括Google开发的Protocol Buffers序列化协议和JSON等，可以根据实际需求选择最适合的序列化方式。
  8. 支持流式数据传输：gRPC支持双向流、客户端流和服务器端流等多种流式数据传输方式，可以满足不同的业务需求。

gRPC具有高性能、多语言支持、自动生成代码、可扩展性、安全性、易于使用和维护等优点，是一种非常适合构建分布式系统的RPC框架。

grpc的缺点

虽然gRPC是一种非常优秀的RPC框架，但仍存在以下缺点：

  1. 学习曲线较陡峭：相比于传统的RESTful API，gRPC需要使用IDL文件来定义服务和消息类型，并且需要生成客户端和服务器端的代码，需要掌握这些新的概念和技术。
  2. 不支持RESTful API：gRPC不支持基于HTTP的RESTful API，无法与现有的RESTful API进行兼容和集成。
  3. 不支持浏览器端：gRPC目前不支持Web浏览器端，因为浏览器不支持HTTP/2协议。
  4. 依赖Protocol Buffers：gRPC默认使用Google开发的Protocol Buffers序列化协议，如果需要使用其他的序列化协议，则需要自行实现。
  5. 难以调试：由于gRPC采用二进制协议，数据的传输和解析都是以二进制形式进行的，对于调试和排错带来了一定的困难。
  6. 安全性依赖于TLS：虽然gRPC支持TLS加密和认证等安全机制，但这些机制都依赖于TLS协议，如果TLS协议本身存在漏洞或被攻击，则会影响gRPC的安全性。

gRPC虽然具有很多优点，但仍存在一些缺点，例如学习曲线较陡峭、不支持RESTful API等。在选择RPC框架时，需要根据具体的需求和场景进行综合考虑。

什么是http

HTTP协议是一种基于请求-响应模式的应用层协议，用于在Web浏览器和Web服务器之间传递数据。它是一种无状态的协议，每个请求和响应都是独立的，没有任何关联性。

HTTP通常使用TCP作为传输层协议，使用端口号80进行通信。HTTP协议定义了客户端和服务器之间交换的消息格式和规则，包括请求方法、请求头部、请求正文、响应状态码、响应头部和响应正文等。

HTTP请求由三部分组成：请求行、请求头部和请求正文。其中，请求行包括请求方法、URL和HTTP版本号；请求头部包括请求的附加信息，如Cookie、User-Agent等；请求正文包括请求的数据内容，如表单数据、JSON数据等。

HTTP响应由三部分组成：状态行、响应头部和响应正文。其中，状态行包括HTTP版本号、状态码和状态描述；响应头部包括响应的附加信息，如Content-Type、Content-Length等；响应正文包括响应的数据内容，如HTML页面、图片等。

HTTP协议具有以下特点：

  1. 简单易用：HTTP协议的消息格式简单明了，易于理解和使用。
  2. 无状态：HTTP协议是一种无状态协议，每个请求和响应都是独立的，没有任何关联性。
  3. 可扩展性：HTTP协议支持多种请求方法和响应状态码，并且可以使用扩展头部来传递附加信息。
  4. 易于缓存：HTTP协议支持缓存机制，可以减少网络传输的数据量，提高系统的性能。
  5. 安全性较低：HTTP协议通常不提供加密和认证等安全机制，容易受到中间人攻击和窃听。

http的优缺点

http的优点

HTTP（超文本传输协议）是一种应用层协议，常被用于Web浏览器和Web服务器之间的通信。HTTP具有以下优点：

  1. 简单易用：HTTP采用文本协议和请求-响应模型，消息格式简单、易于理解和使用。
  2. 易于扩展：HTTP支持插件和扩展机制，可以根据需求添加新的功能和特性。
  3. 可靠性高：HTTP采用TCP协议进行数据传输，保证了数据的可靠性和完整性。
  4. 良好的兼容性：HTTP是互联网上最常用的协议之一，几乎所有的浏览器和服务器都支持HTTP协议，具有良好的兼容性。
  5. 支持缓存机制：HTTP支持缓存机制，可以提高网络传输的效率和性能。
  6. 安全性高：HTTP支持SSL/TLS加密和认证等安全机制，保证了数据的安全性和隐私性。
  7. 支持多种媒体类型：HTTP支持多种媒体类型，例如HTML、XML、JSON等，可以满足不同的业务需求。

综上所述，HTTP具有简单易用、易于扩展、可靠性高、良好的兼容性、支持缓存机制、安全性高、支持多种媒体类型等优点。这些特性使得HTTP成为了Web应用程序开发中不可或缺的协议之一。

http的缺点

HTTP（超文本传输协议）虽然具有很多优点，但仍存在以下缺点：

  1. 传输效率较低：HTTP采用明文传输，消息格式较为冗长，数据传输效率相对较低。
  2. 安全性较低：HTTP采用明文传输，数据在传输过程中容易被窃听和篡改，安全性较低。
  3. 不支持双向通信：HTTP采用请求-响应模式，不支持服务器主动向客户端发送消息，无法实现双向通信。
  4. 不支持流式数据传输：HTTP采用短连接方式，每次请求都需要建立一次TCP连接，无法实现流式数据传输。
  5. 无状态协议：HTTP是一种无状态协议，服务器不能保存客户端的状态信息，每次请求都需要重新验证身份和权限等信息。
  6. 不支持服务发现：HTTP没有内置的服务发现机制，需要通过第三方工具或平台来实现服务发现。
  7. RESTful API限制：RESTful API是基于HTTP协议的一种API设计风格，但由于HTTP协议本身的限制，RESTful API无法完全满足所有场景的需求。

协议对比

rpc、grpc和http对比

RPC、gRPC、TCP和HTTP是常见的网络通信协议，它们之间具有以下相同点和不同点，以及各自的优劣势。

  1. 相同点：

（1）都是应用层协议，用于在不同的进程或计算机之间进行数据传输和通信。

（2）都支持客户端和服务器端的通信模式，可以实现分布式系统的构建。

（3）都需要使用特定的消息格式和规则来进行数据的传输和解析。

  1. 不同点：

（1）RPC和gRPC是远程过程调用框架，主要用于在不同的进程或计算机之间进行函数调用和数据交换。而TCP和HTTP是基础协议，主要用于数据传输和通信。

（2）RPC和gRPC通常采用二进制协议和高效的序列化方式，可以大大减少网络传输的数据量，提高系统的性能。而TCP和HTTP通常采用文本协议和基于ASCII码的编码方式，数据传输效率较低。

（3）RPC和gRPC通常需要使用专门的IDL文件来定义服务和消息类型，并且需要生成客户端和服务器端的代码。而TCP和HTTP没有这个限制，可以直接使用套接字进行通信。

（4）RPC和gRPC通常需要使用底层的网络库进行封装和实现，例如Netty、Thrift等。而TCP和HTTP通常已经被操作系统封装好，可以直接使用。

  1. 优劣势：

（1）RPC的优势在于性能高、可扩展性强、支持多种编程语言、易于维护和开发等。缺点在于安全性较低、调试困难等。

（2）gRPC的优势在于性能高、支持多种编程语言、自动生成代码等。缺点在于学习曲线较陡峭、不支持RESTful API等。

（3）TCP的优势在于可靠传输、支持流式数据传输、使用广泛等。缺点在于传输效率较低、需要手动处理分包和粘包等问题。

（4）HTTP的优势在于简单易用、良好的兼容性、支持缓存机制等。缺点在于传输效率较低、不支持双向流式数据传输、安全性较低等。

综上所述，这几种协议各有优劣势，应根据具体的需求来选择合适的协议。例如，如果需要高性能、支持多种语言、易于维护和开发，可以选择RPC或gRPC；如果需要可靠传输、支持流式数据传输，可以选择TCP；如果需要简单易用、良好的兼容性、支持缓存机制，可以选择HTTP。

grpc和rpc的对比

gRPC和传统的RPC框架之间有以下区别：

  1. 通信协议不同：gRPC基于HTTP/2协议进行数据传输，而传统的RPC框架通常使用TCP或UDP等传输层协议。
  2. 序列化方式不同：gRPC使用Protocol Buffers作为默认的序列化协议，而传统的RPC框架则使用JSON、XML等格式。
  3. 支持多种语言：gRPC支持多种编程语言，包括C 、Java、Python、Go、Ruby等，而传统的RPC框架通常只支持少数几种语言。
  4. 高性能：由于采用了HTTP/2协议和Protocol Buffers序列化协议，gRPC具有更高的性能和效率。
  5. 自动生成代码：gRPC可以根据服务定义文件自动生成客户端和服务器端的代码，大大简化了开发过程。
  6. 安全性：gRPC提供了TLS加密和认证等安全机制，保障通信的安全性。

http与tcp的对比

TCP（Transmission Control Protocol）协议和HTTP（Hypertext Transfer Protocol）协议都是互联网中的重要协议，但两者之间存在以下区别：

  1. 位置不同：TCP协议位于传输层，负责数据的传输；而HTTP协议位于应用层，负责客户端和服务器之间的通信。
  2. 目的不同：TCP协议的主要目的是保证数据传输的可靠性和完整性；而HTTP协议的主要目的是实现Web浏览器和Web服务器之间的通信。
  3. 连接方式不同：TCP协议采用面向连接的方式进行数据传输，需要先建立连接然后再进行数据传输；而HTTP协议采用无状态的方式进行数据传输，每次请求和响应都是独立的，没有长期的连接。
  4. 数据格式不同：TCP协议只负责数据的传输，对数据的内容和格式没有限制；而HTTP协议规定了数据的格式和内容，例如请求头、响应头、消息体等。
  5. 端口号不同：TCP协议使用端口号来标识不同的进程或应用程序；而HTTP协议默认使用80端口号进行数据传输。
  6. 应用场景不同：TCP协议适用于各种数据传输场景，例如文件传输、邮件传输等；而HTTP协议适用于Web浏览器和Web服务器之间的通信，主要用于实现Web页面的访问和数据交互。
微服务 go grpc 即时通讯grpc 微服务 http tcp

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