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  • Socket

    Socket 是什么以及创建过程:

    一个数据包经由应用程序产生,进入到协议栈中进行各种报文头的包装,然后操作系统调用网卡驱动程序指挥硬件,把数据发送到对端主机。

    应用程序包含 Socket 和解析器,解析器的作用就是向 DNS 服务器发起查询,查询目标 IP 地址。

    应用程序的下面就是操作系统内部,操作系统内部包括协议栈,协议栈是一系列协议的堆叠。操作系统下面就是网卡驱动程序,网卡驱动程序负责控制网卡硬件,驱动程序驱动网卡硬件完成收发工作。

    在操作系统内部有一块用于存放控制信息的存储空间,这块存储空间记录了用于控制通信的控制信息。其实这些控制信息就是 Socket 的实体,或者说存放控制信息的内存空间就是套接字的实体。

    各协议用途:

    TCP 的设计就负责安全可靠的传输数据,

    UDP 设计就是报文小,传输效率高,

    ARP 的设计是能够通过IP 地址查询物理(Mac)地址,

    ICMP 的设计目的是返回错误报文给主机,

    IP 设计的目的是为了实现大规模主机的互联互通。

    SOCKET:

    应用程序比如浏览器、电子邮件、文件传输服务器等产生的数据,会通过传输层协议进行传输,而应用程序是不会和传输层直接建立联系的,而是有一个能够连接应用层和传输层之间的套件,这个套件就是 Socket

    netstat -ano:

     # netstat 用于显示套接字内容 , -ano 是可选选项
     # a 不仅显示正在通信的套接字,还显示包括尚未开始通信等状态的所有套接字
     # n 显示 IP 地址和端口号
     # o 显示套接字的程序 PID

    (1)协议就是 TCP;

    (2  3  4)本地地址和远程地址都是 0.0.0.0,这表示通信还没有开始,IP 地址暂时还未确定,而本地端口已知是 135,但是远程端口还未知,此时的状态是 LISTENING,LISTENING 表示应用程序已经打开,正在等待与远程主机建立连接

    (5)PID即进程标识符,PID 就像我们的身份证号码,能够精确定位唯一的进程。

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    Socket 的创建:

    Socket 是和应用程序一起创建的。应用程序中有一个 socket 组件,在应用程序启动时,会调用 socket 申请创建套接字,协议栈会根据应用程序的申请创建套接字:首先分配一个套接字所需的内存空间,这一步相当于是为控制信息准备一个容器,但只有容器并没有实际作用,所以你还需要向容器中放入控制信息;如果你不申请创建套接字所需要的内存空间,你创建的控制信息也没有地方存放,所以分配内存空间,放入控制信息缺一不可。至此套接字的创建就已经完成了。

    套接字连接

    套接字创建完成后,最终还是为数据收发服务的,在数据收发之前,还需要进行一步 connect,也就是建立连接的过程。这个连接并不是真实的连接:用一根水管插在两个电脑之间。而是应用程序通过 TCP/IP 协议标准从一个主机通过网络介质传输到另一个主机的过程。

    套接字刚刚创建完成后,还没有数据,也不知道通信对象。在这种状态下,即使你让客户端应用程序委托协议栈发送数据,它也不知道发送到哪里。所以浏览器需要根据网址来查询服务器的 IP 地址,做这项工作的协议是 DNS,查询到目标主机后,再把目标主机的 IP 告诉协议栈,至此,客户端这边就准备好了。

    在服务器上,与客户端一样也需要创建套接字,但是同样的它也不知道通信对象是谁,所以我们需要让客户端向服务器告知客户端的必要信息:IP 地址和端口号。

    现在通信双方建立连接的必要信息已经具备,只欠一股东南风了。通信双方收到数据之后,还需要一块位置来存放,这个位置就是缓冲区,它是内存的一部分,有了缓冲区,就能够进行数据的收发操作了

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