【Linux 29】传输层协议

🌈 一、端口号概念

服务器就是通过五元组来识别一个通信，服务器会分别提取出五元组的某部分内容进行识别，识别过程如下：
1. 提取目的 IP 地址和目的端口号，判断该数据是否是发送给当前服务进程。
2. 提取协议号，为该数据提供该协议号所对应的协议服务。
3. 提取源 IP 地址和源端口号，将其作为响应数据的目的 IP 地址和目的端口号，将响应结果返回给对端主机。

协议号：存在于 IP 报头中，长度为 8 位，作用于传输层和网络层之间。标识了数据包所携带的数据使用的是什么协议，以便于让目的主机的 IP 层知道应该将该数据交给传输层的哪个协议处理。
端口号：存在于 UDP 和 TCP 报头中，长度为 16 位，作用于应用层和传输层之间。用于唯一的标识主机上的一个进程。

某些服务器由于非常常用，为了使用方便，它们的端口号一般都是固定的。
客户端在访问时可以不知道这些知名服务器的端口号，在访问某个服务时直接自动添加上对应端口号。
- 例：在访问 SSH 服务时，客户端会自动加上 22 号端口，客户端相信 SSH 的端口号一定是 22。
在编写需要使用到端口号的程序时，应避免绑定这些知名端口号 (一般也不让绑)。

查看知名端口号

通过哈希表维护端口号与进程的关系

netstat -选项

1. netstat 指令的常见选项

2. 查看 TCP 相关的网络信息

3. 查看 UDP 相关的网络信息

4. 网络状态信息的各字段说明

struct udphdr
{__be16 source;	// 16 位源端口号__be16 dest;	// 16 位目的端口号__be16 len;		// 16 位 UDP 正文长度__sum16 check;	// 16 位 UDP 检验和
};

UDP 报头中各字段标识的含义

应用层交给 UPD 协议多长的报文，UDP 就发送多长的报文。UDP 不会拆分也不会合并报文。
例：如果发送端调用一次 sendto 发送 100 个字节，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 没有真正意义上的缓冲区，调用 sendto 函数会直接将数据包交给内核，由内核将数据传给网络层协议进行之后的传输动作。
UDP 具有接收缓冲区，但这个接收缓冲区并不能保证收到的 UDP 报文的顺序和发送的 UDP 报文的顺序一致；如果这个缓冲区被填满了，之后到达的 UDP 报文就会被丢弃。
UDP 是全双工的，UDP 的 socket 可以进行读、写操作。

为什么 UDP 会有接收缓冲区

UDP 接收缓冲区的作用就是暂存接收到的报文，方便上层应用读取。
UDP 如果没有接收缓冲区，上层就必须及时的将 UDP 获取的报文读走，稍微慢一点之后 UDP 从底层读取上来的报文数据就得被丢弃。
- 虽然 UDP 不保证可靠性，但也不能大面积的丢包。
当报文从一台主机被传输到另一台主机的过程中，会消耗主机资源和网络资源。如果此时 UDP 收到的报文因为上一条报文没有被及时读走而被丢弃，这被消耗的主机和网络资源可不会回来。