传输层中有两个重要的协议TCP协议和UDP协议。

本博文分享的是UDP协议本文将从UDP的协议格式、UDP的特定以及其缓冲区入手。

传输层

传输层的作用是负责数据能够从发送端传输到接收端主要是传输策略。

端口号

端口号标识的是一个主机上进行通信的不同的应用程序通过IP+PORT便能够确认全网唯一一个进程。

比如上图中的是端口号80便是HTTP的服务器的端口号这些端口号都是唯一的不可更改的。

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)。

通过源IP+源端口号便可得知数据的起点通过目的IP和目的端口号便可以将数据传输到目的地。协议号比如图中的是TCP6表示的是使用了TCP这个协议6号是TCP的协议号。

端口号范围划分

端口号划分为两部分【01023】和【102465535】。

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。

认识知名端口号(Well-Know Port Number)

一些服务器是非常常用的, 为了使用方便, 人们约定一些常用的服务器, 都是用以下这些固定的端口号

⭐ssh服务器, 使用22端口

 
⭐ftp服务器, 使用21端口

 
⭐telnet服务器, 使用23端口

 
⭐http服务器, 使用80端口

 
⭐https服务器, 使用443

执行这个的命令, 可以看到知名端口号cat /etc/services

关于端口号的两个常见问题

①一个进程可以绑定多个端口号吗

答案是可以的一个进程可以有多个端口号。

②一个端口号可以绑定多个进程吗

答案是不可以

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

DUP协议

分享点UDP协议端格式、UDP的特点、UDP的缓冲区使用UDP的注意事项和基于UDP的应用层协议。

UDP协议端格式

UDP协议端格式由报头和有效载荷组成报文是固定占8个字节。 在UDP中如果数据报的校验出现错误那么会直接丢弃。

UDP的封装/解包分用

在UDP协议的数据报中封装便是添加固定的8位的报头解包就是将报文和报头分开分用就是将数据交付给目的端口号的特定的进程。

UDP的特点

UDP传输的过程类似于寄信那么其特点有以下几点

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。

 

③面向数据报不能够灵活的控制读写数据的次数和数量。

解释面向数据报

面向数据报就是应用层交给UDP多长的报文, UDP原样发送, 既不会拆分, 也不会合并。比如用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即即写即发。

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。

因此在UDP中其套接字socket既能读又能写sendtorecvfrom能够同时被调用这叫做全双工。

UDP的注意事项

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。

基于UDP的应用层协议

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: 域名解析协议也有我们自己写的UDP程序的应用层协议。