3、网络通信基础：tcp、ip、套接字

源IP地址、目标IP地址的报文，在互联网上的两台主机之间通信，是不需要转化的。

两台主机之间的通信，是通过两台主机的MAC地址进行通信的，MAC地址的报文在经过路由层、交换层等，是需要不断转化的（MAC地址的报文，需要不断的包装）。

传输层，提供进程地址(端口)：

• tcp：Transmission Control Protocol，传输控制协议，面向连接的协议；通信前需要建立虚拟链路（三次握手）；结束后拆除虚拟链路。tcp可用的端口，0-65535
• udp：User Datagram Protocol，用户数据报协议，无连接的协议；通信前不需要建立虚拟链路。udp可用的端口，0-65535
• 0-1024：著名端口，特权端口，只有管理员可以使用。
• 1024-41951，分配给程序注册为某应用使用，常用程序的端口：11211--memcached，3306--mysql
• 41952+：动态端口，私有端口，客户端程序随机使用的端口。其范围的定义在：/proc/sys/net/ip_local_port_range

网络层，提供IP地址：

 

套接字socket：允许位于不同主机或同一主机上的不同进程之间进行通信，完成数据交换；是IPC(进程间通信)的一种实现。

socket通信有三种类型：

• tcp：SOCK_STREAM：tcp套接字
• udp：SOCK_DGRAM：udp套接字
• 裸套接字：SOCK_RAW

tcp、udp对socket套接字的进行了封装；没有经过tcp、udp封闭，直接通过套接字进行的通信，就是裸套接字通信。

IPV4分类，ABC三类地址可以互联网上通信：

• A 1-127
• B 128-191
• C 192-223
• D 组播，224-239
• E  240-254

私有地址：

• A： 10.0.0.0、8
• B：172.16.0.0/16  -- 172.31.0.0/16
• C： 192.168.0.0/24  -- 192.168.255.0/24

在不同主机间通信时，不仅要经过传输层，还要通过网络层IP，可以认为套接字，就是IP地址，加上端口的组合。

在同一台主机进程间通信时，经过传输层，但不必经过网络层IP。

 查看正在使用的套接字：

ss -tan

TCP协议的特性：

• 建立连接：三次握手
• 将数据打包(分解)成段：校验和(CRC-32算法)
• 确认、重传以及超进：
• 排序：逻辑序号
• 流量控制：滑动窗口算法
• 拥塞控制：发送方使用慢启动的方式和拥塞避免算法

socket domain套接字域（根据使用的IP地址划分）：

• AF_INET：address family，指的IPV4
• AF_INET6：IPV6
• AF_UNIX：同一主机上的不同进程间进行通信时，使用AF_UNIX，不必经过网络IP层。

以上的三类套接字，都至少提供了两种socket：流、数据报

• 流：可靠地传递、面向连接、无边界
• 数据报：不可靠地传递、无连接、有边界

套接字相关的系统调用：

• socket()：创建一个套接字，向内核申请
• bind()：绑定一个套接字
• listen()：监听在一个套接字
• accept()：接收请求
• connect()：客户端请求连接建立
• write()：写数据到缓冲中(套接字文件中)，即发送数据
• read()：从缓冲中接收数据(套接字文件中)，即接收数据
• send()、recv()、sendto()、recvfrom()：发送与接收数据