再谈端口号
我们之前在 网络编程套接字 提到过端口号，简单的来说端口号(Port)表示了一个主机上进行通信的不同的应用程序，端口号的作用主要是区分服务类别和在同一时间进行多个会话
- 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(可以通过netstat -n查看),只要上述五个元素一个不同都表示其他通信
常见的端口号
端口号的范围是从1～65535。其中1～1024是被RFC 3232规定好了的，被称作“众所周知的端口”(Well Known Ports)；从1025～65535的端口被称为动态端口（Dynamic Ports），可用来建立与其它主机的会话，也可由用户自定义用途。
一些常见的端口号及其用途如下：
TCP 21端口：FTP 文件传输服务
TCP 23端口：TELNET 终端仿真服务
TCP 25端口：SMTP 简单邮件传输服务
UDP 53端口：DNS 域名解析服务
TCP 80端口：HTTP 超文本传输服务
TCP 110端口：POP3 “邮局协议版本3”使用的端口
TCP 443端口：HTTPS 加密的超文本传输服务
TCP 1521端口：Oracle数据库服务
TCP 1863端口：MSN Messenger的文件传输功能所使用的端口
TCP 3389端口：Microsoft RDP 微软远程桌面使用的端口
TCP 5631端口：Symantec pcAnywhere 远程控制数据传输时使用的端口
UDP 5632端口：Symantec pcAnywhere 主控端扫描被控端时使用的端口
TCP 5000端口：MS SQL Server使用的端口
UDP 8000端口：腾讯QQ
注：在Linux下使用cat /etc/serveices可查看知名的端口号
netstat
netstat是一个用来查看网络状态的重要工具.
语法：netstat [选项]
功能：查看网络状态
常用选项：
n 拒绝显示别名，能显示数字的全部转化成数字
l 仅列出有在 Listen (监听) 的服務状态
p 显示建立相关链接的程序名
t (tcp)仅显示tcp相关选项
u (udp)仅显示udp相关选项
a (all)显示所有选项，默认不显示LISTEN相关
pidof
在查看服务器的进程id时非常方便.
语法：pidof [进程名]
功能：通过进程名, 查看进程id
了解了上述知识点之后，我们就要进入今天最重要的部分了，UDP与TCP的理解
UDP协议
UDP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;(可以保证UDP数据报间的独立性)
- 如果校验和出错, 就会直接丢弃;
- 解包：UDP报头是定长的，由此可以将UDP报头与有效载荷分离
- 分用：UDP通过目的端口号确认交付给上一层的哪个协议
- UDP报文是一个一个的独立且完整的报文
UDP的特点
UDP传输的过程类似于寄信.
- 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;
- 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;
- 面向数据报: 不能够灵活的控制读写数据的次数和数量;
面向数据报
- 应用层交给UDP多长的报文, UDP原样发送, 既不会拆分, 也不会合并;
用UDP传输100个字节的数据:
- 如果发送端调用一次sendto, 发送100个字节, 那么接收端也必须调用对应的一次recvfrom, 接收100个字节; 而不能循环调用10次recvfrom, 每次接收10个字节;
UDP的缓冲区
- UDP没有真正意义上的发送缓冲区. 调用sendto会直接交给内核, 由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作;
- 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既能读, 也能写, 这个概念叫做 全双工
UDP使用注意事项
- 我们注意到, 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;
基于UDP的应用层协议
| 协议名称 | 协议作用 |
|---|---|
| NFS | 网络文件协议 |
| TFTP | 简单的文件传输协议 |
| 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 |
TCP协议
TCP协议段格式
- 源/目的端口号: 表示数据是从哪个进程来, 到哪个进程去;
- 32位序号/32位确认号: 用于确认应答机制中，保证TCP的可靠性;
- 4位TCP报头长度: 表示该TCP头部有多少个32位bit(有多少个4字节); 所以TCP头部最大长度是15 * 4 = 60
- 6位标志位:
URG: 紧急指针是否有效
ACK: 确认号是否有效
PSH: 提示接收端应用程序立刻从TCP缓冲区把数据读走(让接收方尽快将数据交付上层)
RST: 对方要求重新建立连接; 我们把携带RST标识的称为复位报文段(重新建立连接，存在最后一次应答丢失的情况)
SYN: 请求建立连接; 我们把携带SYN标识的称为同步报文段
FIN: 通知对方, 本端要关闭了, 我们称携带FIN标识的为结束报文段 - 16位窗口大小: 接收方接收缓冲区中剩余空间的大小，是为了防止数据溢出而设计的窗口
- 16位校验和: 发送端填充,CRC校验. 接收端校验不通过, 则认为数据有问题. 此处的检验和不光包含TCP首部, 也包含TCP数据部分.
- 16位紧急指针: 标识哪部分数据是紧急数据(URG为1时有效，标识的数据能够被高优先级处理);
- 40字节头部选项: 暂时忽略;
TCP与UDP的对比
TCP的优缺点
（1）TCP的优点：
TCP的优点是：可靠、稳定。它体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接；在数据传递时，采用校验和、序列号、确认应答、超时重发、流量控制、拥塞控制，为了提高性能，还采用了滑动窗口、延迟应答和捎带应答等机制；在数据传完后，会断开连接以节约系统资源。
（2）TCP的缺点：
TCP的缺点：运行速度慢，效率低，占用系统资源多，易被攻击。因为TCP在传递数据之前，要先建立连接，这会消耗时间；在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接，每个连接都会占用系统的CPU、内存等资源；TCP有确认机制、三次握手机制，这导致TCP容易受到DOS、DDOS、CC等攻击。收到STN洪水攻击，是因为使用 TCP的时候服务器端需要listen，这时需要设置backlog。
UDP的优缺点
（1）UDP的优点：运行速度较快，比TCP安全。
1）运行速度快，因为 UDP连接没有TCP的三次握手、确认应答、超时重发、流量控制、拥塞控制等机制，而且UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传递数据时非常快。
2）较安全，因为没有TCP的那些机制，UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就会少一些。但UDP也是无法避免攻击的，比如：UDP Flood攻击等。
（2）UDP的缺点：不可靠，不稳定。
因为UDP没有TCP那些可靠的机制，在数据传递时，如果网络质量不好，就会很容易丢包。
TCP和UDP的特点
（1）TCP的特点
TCP协议是一种有连接、可靠的、面向字节流、相对比较慢、点对点的传输层协议。TCP协议适用于对可靠性要求比较高的场合。
（2）UDP的特点
UDP协议是一种无连接，不可靠、面向数据报、速度比较快、可实现一对一，多对一的传输层协议。UDP协议适用于对实时性有要求的场合。因为UDP不保证可靠性，所以UDP也没有重传机制，也没有拥塞机制，它只是尽最大努力交付数据。
