本篇文章給大家分享的是有關(guān)Socket基礎(chǔ)知識(shí)有哪些,小編覺(jué)得挺實(shí)用的,因此分享給大家學(xué)習(xí),希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲,話不多說(shuō),跟著小編一起來(lái)看看吧。
成都創(chuàng)新互聯(lián)客戶idc服務(wù)中心,提供服務(wù)器托管、成都服務(wù)器、成都主機(jī)托管、成都雙線服務(wù)器等業(yè)務(wù)的一站式服務(wù)。通過(guò)各地的服務(wù)中心,我們向成都用戶提供優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的產(chǎn)品以及開(kāi)放、透明、穩(wěn)定、高性價(jià)比的服務(wù),資深網(wǎng)絡(luò)工程師在機(jī)房提供7*24小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)技術(shù)保障。如何一步步掌握Socket相關(guān)的知識(shí)。
什么是Socket?
大家都用電腦上網(wǎng),當(dāng)我們?cè)L問(wèn)運(yùn)維社區(qū)https://www.unixhot.com的時(shí)候,我們的電腦和運(yùn)維社區(qū)的服務(wù)器就會(huì)創(chuàng)建一條Socket,我們稱之為網(wǎng)絡(luò)套接字。那么既然是網(wǎng)絡(luò)通信,肯定是成對(duì)的。至少有一個(gè)客戶端和服務(wù)端,我們稱之為套接字對(duì)。
一個(gè)套接字對(duì)(socket pair)是一個(gè)定義該網(wǎng)絡(luò)連接的兩個(gè)端點(diǎn)的五元組,包括:
源IP地址
源端口
目的IP地址
目的端口
類型:TCP or UDP
那么針對(duì)于HTTP請(qǐng)求來(lái)說(shuō),我們知道底層是建立了一條TCP的Socket,那么TCP的套接字對(duì)就是一個(gè)四元組,因?yàn)閰f(xié)議已經(jīng)確定了:
1.源IP地址、2.源端口、3.目的IP地址、4.目的端口。
客戶端的隨機(jī)端口
為了更直觀的認(rèn)識(shí)這個(gè)TCP Socket,我們做一個(gè)小實(shí)驗(yàn),我這里準(zhǔn)備了兩臺(tái)服務(wù)器:
角色 | IP地址 | 端口 |
客戶端 | 192.168.56.11 | 隨機(jī) |
服務(wù)端 | 192.168.56.12 | 9999 |
當(dāng)客戶端192.168.56.11訪問(wèn)192.168.56.12的9999端口的時(shí)候,那么會(huì)選擇一個(gè)隨機(jī)端口來(lái)進(jìn)行通信,那么這個(gè)隨機(jī)端口,到底是從什么范圍隨機(jī)出來(lái)了呢,端口總有一個(gè)范圍不可能無(wú)窮多的。
那么對(duì)于TCP套接字來(lái)說(shuō)客戶端的一個(gè)IP地址,到底能有多少個(gè)端口呢?由于TCP協(xié)議頭部使用16位來(lái)保存端口號(hào),所以端口的個(gè)數(shù)最多為65536個(gè),2^16=65536。
沒(méi)錯(cuò),是65536個(gè)。但是為什么我們經(jīng)??吹骄W(wǎng)上說(shuō)可用端口大65535個(gè)呢,也就是2^16-1個(gè)。因?yàn)槎丝谔?hào)是從0開(kāi)始算的,0-65535那就是65536個(gè)。而0端口是保留端口,無(wú)論是TCP還是UDP都是不用使用的,當(dāng)然這個(gè)是標(biāo)準(zhǔn),那到底能不能監(jiān)聽(tīng)端口0呢,下面我用一個(gè)python腳本,監(jiān)聽(tīng)本地的端口0來(lái)試試。
[root@test ~]# catbind_port_zero.py
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
'''本腳本監(jiān)聽(tīng)本地的127.0.0.1的端口0,
探索端口0的奧秘'''
import socket
def bind_port_zero():
ss = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
ss.bind(('127.0.0.0', 0))
addr, port = ss.getsockname()
ss.close()
print(addr, port)
bind_port_zero()
執(zhí)行腳本,看看到底能不能正常監(jiān)聽(tīng):
[root@test ~]# pythonbind_port_zero.py
('127.0.0.0', 53692)
[root@test ~]# pythonbind_port_zero.py
('127.0.0.0', 59444)
可以發(fā)現(xiàn),可以正常監(jiān)聽(tīng),但是呢并沒(méi)有監(jiān)聽(tīng)到端口0。實(shí)驗(yàn)證明在Linux下如果在bind的時(shí)候指定端口0,那么由系統(tǒng)隨機(jī)選擇一個(gè)可用端口來(lái)bind。
好的,我們現(xiàn)在知道了端口的范圍0-65535,那么作為客戶端訪問(wèn)其它服務(wù)端的時(shí)候,能用多少呢?并不是這個(gè)范圍都可以用的。那么在Linux下我們可以這么獲取本地的隨機(jī)端口范圍:
[root@test ~]# cat/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
32768 61000
不要驚訝答案確實(shí)是32768到61000,現(xiàn)在你應(yīng)該明白,別人說(shuō)的發(fā)10萬(wàn)并發(fā)進(jìn)行壓力測(cè)試代表什么意思了吧。至少默認(rèn)情況下是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,讀完這句話,是否有啟發(fā)呢?并不是不能實(shí)現(xiàn)哦。
瓶頸真的只有隨機(jī)端口范圍嗎?
剛才我們也看了,我們?cè)L問(wèn)其它服務(wù)器,作為客戶端,我們要使用一個(gè)隨機(jī)端口,32768-61000,貌似也不少,當(dāng)然你還可以修改它,擴(kuò)大隨機(jī)端口范圍。例如我們使用Nginx做反向代理負(fù)載均衡的時(shí)候,用戶端和Nginx建立Socket進(jìn)行通信,Nginx還需要和后端真實(shí)服務(wù)器也建立Socket進(jìn)行通信,在高并發(fā)的場(chǎng)景下,這個(gè)隨機(jī)端口肯定是一個(gè)瓶頸。但是真的只有隨機(jī)端口范圍是瓶頸嗎?下面我們使用ab命令來(lái)對(duì)百度進(jìn)行一次壓力測(cè)試。
ab是Apache的性能測(cè)試工具,可以模擬并發(fā)進(jìn)行Web性能測(cè)試。在CenotOS下,你可以這樣來(lái)安裝:
[root@test ~]# yuminstall -y httpd-devel
按照咱們之前的認(rèn)識(shí),隨機(jī)端口61000-32768=28232,那么我實(shí)驗(yàn)的機(jī)器是一臺(tái)剛安裝的系統(tǒng),沒(méi)有什么網(wǎng)絡(luò)傳輸,即便有,我們創(chuàng)建2萬(wàn)個(gè)套接字對(duì)應(yīng)該是沒(méi)問(wèn)題吧。事實(shí)真的如此嗎?我們用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明:
我們模擬發(fā)送2萬(wàn)個(gè)請(qǐng)求,2000的并發(fā)來(lái)測(cè)試百度:
[root@test ~]#ab -n 10000 -c 2000 https://www.baidu.com/
This isApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1430300 $>
Copyright 1996Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to TheApache Software Foundation, http://www.apache.org/
Benchmarkingwww.baidu.com (be patient)
socket: Toomany open files (24)
這不可能,為什么報(bào)錯(cuò)了?不要擔(dān)心,報(bào)錯(cuò)我們很容易看懂了socket: Too many open files (24)
,不能打開(kāi)太多的文件。我們使用ulimit來(lái)看看系統(tǒng)資源限制。
[root@test ~]# ulimit -a
core file size (blocks, -c) 0
data seg size (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority (-e) 0
file size (blocks, -f) unlimited
pending signals (-i) 31219
max locked memory (kbytes, -l) 64
max memory size (kbytes, -m) unlimited
open files (-n) 1024
(省略部分輸出)
沒(méi)錯(cuò),默認(rèn)情況下,當(dāng)前用戶能夠打開(kāi)的文件數(shù)量大是1024,但是這個(gè)和我們使用ab測(cè)試有什么關(guān)系呢?ab測(cè)試創(chuàng)建的不是socket嗎?如果你不理解,那就要回歸本質(zhì),想想我們剛剛學(xué)習(xí)Linux的時(shí)候,經(jīng)常聽(tīng)到的一句Linux的思想“一切皆文件”!誰(shuí)說(shuō)socket不是一個(gè)文件呢?
我相信你知道怎么做了,你可以使用ulimit –n來(lái)修改當(dāng)前用戶、當(dāng)前session的限制,也可以修改配置文件/etc/security/limits.conf來(lái)徹底解決這個(gè)問(wèn)題,這也是進(jìn)行系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)的必備基礎(chǔ)。
創(chuàng)建一條TCP Socket
好的,剛才只是一個(gè)小插曲,我們繼續(xù)探索TCP Socket,光說(shuō)不練是個(gè)棒槌。我們來(lái)創(chuàng)建一個(gè)套接字對(duì)看看:
服務(wù)端:
首先,我們?cè)?92.168.56.12上使用nc命令,來(lái)監(jiān)聽(tīng)9999端口。
[root@192.168.56.12 ~]#nc -l -4 -p 9999 -k
[root@192.168.56.12 ~]#netstat -ntlp | grep 9999
tcp 0 0 0.0.0.0:9999 0.0.0.0:* LISTEN 26789/n
客戶端:
在客戶端,同樣使用nc命令來(lái)連接到服務(wù)端的9999端口。
[root@192.168.56.11 ~]#nc 192.168.56.12 9999
好的,現(xiàn)在你可以在客戶端上輸入任何的語(yǔ)言和服務(wù)端愉快的聊天了?不過(guò)這不是重點(diǎn)。
查看Socket
我們先來(lái)看看客戶端的TCPSocket。
[root@192.168.56.11 ~]#netstat -na | grep 9999
tcp 0 0 192.168.56.11:11525 192.168.56.12:9999 ESTABLISHED
服務(wù)端的TCP Socket
[root@192.168.56.12 ~]#netstat -na | grep 9999
tcp 0 0 0.0.0.0:9999 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 192.168.56.12:9999 192.168.56.11:11525 ESTABLISHED
我相信你已經(jīng)真正理解了Socket,剩下的就是無(wú)盡的想象,還記得TIME_WAIT嗎?如果有大量的TIME_WAIT存在,那么這個(gè)套接字對(duì)是不釋放的,不釋放也就代表著占用一個(gè),資源嘛,占用一個(gè)就少一個(gè)。怎么優(yōu)化呢?且聽(tīng)下回分解!
不過(guò),如果你真的理解了Socket的概念,你已經(jīng)有了一個(gè)終極解決方案。既然一個(gè)TCP Socket是一個(gè)四元組,那如果我這臺(tái)機(jī)器有多個(gè)IP地址呢?哈哈,這是一句畫(huà)龍點(diǎn)睛之語(yǔ),你懂的!
使用偽終端發(fā)送數(shù)據(jù)
最后,留一個(gè)小彩蛋,除了使用nc進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送之外,其實(shí)Linux還提供了一種稱之為偽設(shè)備的方式,讓我們來(lái)體驗(yàn)下/dev下面的tcp偽設(shè)備。/dev下面提供了很多的偽設(shè)備,比如tcp就可以用來(lái)直接進(jìn)行遠(yuǎn)程端口的訪問(wèn)。
[root@192.168.56.11 ~]# echo"886" > /dev/tcp/192.168.56.12/9999
趕緊看看服務(wù)端有沒(méi)有收到886。
以上就是Socket基礎(chǔ)知識(shí)有哪些,小編相信有部分知識(shí)點(diǎn)可能是我們?nèi)粘9ぷ鲿?huì)見(jiàn)到或用到的。希望你能通過(guò)這篇文章學(xué)到更多知識(shí)。更多詳情敬請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)-成都網(wǎng)站建設(shè)公司行業(yè)資訊頻道。
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