Linux----网络传输层UDP/TCP

引入

①端口号

端口号标识一个主机上进行通信的不同程序
在TCP/IP协议中, 用 “源IP”, “源端口号”, “目的IP”, “目的端口号”, “协议号” 这样一个五元组来标识一个通信

②端口号划分

• 0 - 1023: 知名端口号, HTTP, FTP, SSH等这些广为使用的应用层协议, 他们的端口号都是固定的
• 1024 - 65535: 操作系统动态分配的端口号. 客户端程序的端口号, 就是由操作系统从这个范围分配的

③知名端口号

比如：

1. ssh服务器, 使用22端口
2. ftp服务器, 使用21端口
3. telnet服务器, 使用23端口
4. http服务器, 使用80端口
5. https服务器, 使用443
6. sunproxyadmin: 使用8081端口

执行命令vim /etc/services可以查看端口号

④netstat、pidof、killall、ps、 awk、xargs？？？？

netstat：
语法： netstat [选项]
功能：查看网络状态
常用选项：

1. -n 拒绝显示别名，能显示数字的全部转化成数字
2. -l 仅列出有在 Listen (监听) 的服務状态
3. -p 显示建立相关链接的程序名
4. -t (tcp)仅显示tcp相关选项
5. -u (udp)仅显示udp相关选项
6. -a (all)显示所有选项，默认不显示LISTEN相关

例如tcp：

pidof 【进程名】：查看进程的pid

killall
功能：kill和ps grep等的结合体，用来使用进程名称来杀死进程
参数：

1. -e：对长名称进行精确匹配；
2. -l：忽略大小写的不同；
3. -p：杀死进程所属的进程组；
4. -i：交互式杀死进程，杀死进程前需要进行确认；
5. -l：打印所有已知信号列表；
6. -q：如果没有进程被杀死。则不输出任何信息；
7. -r：使用正规表达式匹配要杀死的进程名称；
8. -s：用指定的进程号代替默认信号“SIGTERM”；
9. -u：杀死指定用户的进程

ps axj | grep 【进程名】：查看为【进程名】的所有进程
ps axj | hread -nl && ps axj | grep 【进程名】
ps axj | grep 【进程名】| grep -v grep | awk ‘{print $2}’ | xargs kill -p//第二列
gawk 列处理工具
输入记录中的每个字段都可以通过其位置来引用：$1、$2 等等。 $0 是整个记录。字段不需要被常量引用： n = 5 print $n 打印输入记录中的第五个字段
xargs ：Linux xargs 命令

⑤所有协议需要解决的两个问题：

需要解决：

1. 如何将自己的报头和有效载荷分离的问题
2. 任何协议都必须解决，要将自己的有效载荷交付给，上层的哪一个协议

1）UDP

①UDP协议段格式

16位UDP长度, 表示整个数据报(UDP首部+UDP数据)的最大长度;如果校验和出错, 就会直接丢弃
所有协议需要解决的两个问题(对于UDP):

1. 通过定长报头
2. 16位目的端口号
   （1.为什么socket编程中的port是16位的因为协议是16位的 2.为什么server要绑定，因为需要向上层协议交付）

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UDP或者TCP是在内核里面，tcp/ ip协议栈，本质也是Linux内核的一部分
由于Linux内核是用C语言实现的-->内核中，我们的报头其实是位段

struct udp_header {
    
	uint32_t src_ port: 16
	uint32_t dst_ port:16;
	uint32_t udp_ length: 16:
	uint32_t udp_ check: 16;
}

位段是一种类型，可以定义变量->开辟空间，保存数据->填充报头本质上就是给位段类型对应的变量赋值

②UDP缓冲区

sendto, recvfrom，read，write，send, recv等本质并不是把数据发送到网络中，而是将用户数据拷贝到udp/tcp的发送缓冲区，或者将内核缓冲区中的数据，拷贝到用户
OS中的传输层协议来决定什么时候发送数据，发送多少数据，丢包了该干嘛(UDP丢包了不管)

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UDP具有接收缓冲区. 但是这个接收缓冲区不能保证收到的UDP报的顺序和发送UDP报的顺序一致; 如果缓冲区满了, 再到达的UDP数据就会被丢弃;
UDP的socket能同时读写，全双工

③UDP特点及注意事项

UDP传输的过程.

1. 无连接: 知道对端的IP和端口号就直接进行传输, 不需要建立连接;
2. 不可靠: 没有确认机制, 没有重传机制; 如果因为网络故障该段无法发到对方, UDP协议层也不会给应用层返回任何错误信息;(注意 不可靠是 中性词)
3. 面向数据报: 不能够灵活的控制读写数据的次数和数量

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注意事项：

• UDP协议首部中有一个16位的最大长度. 也就是说一个UDP能传输的数据最大长度是64K(包含UDP首部).，然而64K在当今的互联网环境下, 是一个非常小的数字.，如果我们需要传输的数据超过64K, 就需要在应用层手动的分包, 多次发送, 并在接收端手动拼装

④基于UDP的协议

• NFS: 网络文件系统
• TFTP: 简单文件传输协议
• DHCP: 动态主机配置协议
• BOOTP: 启动协议(用于无盘设备启动)
• DNS: 域名解析协议

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2）TCP

引入

冯诺伊曼体系结构中，（硬件与硬件之间是互相独立的&#