这篇文章是为了和大家分享关于Socket的基础知识。边肖觉得很实用,分享给大家学习。希望你看完这篇文章能有所收获。我们就不多说了。让我们和边肖一起看看。
如何一步步掌握Socket相关知识?
什么是Socket?
每个人都用电脑上网。当我们访问https://www.unixhot.com的运维社区时,我们的计算机和运维社区的服务器将创建一个socket,我们称之为网络Socket。既然是网络通信,那就必须成对进行。至少有一个客户机和服务器,我们称之为套接字对。
套接字对是定义网络连接的两个端点的五元组,包括:
源IP地址
源端口
目的IP地址
目的端口
类型:TCP or UDP
然后,对于HTTP请求,我们知道底层是一个TCP Socket,所以TCP的Socket对是一个四元组,因为协议已经确定:
1.源IP地址、2.源端口、3.目的IP地址、4.目的端口。
客户端的随机端口
为了更直观地了解这个TCP Socket,我们来做一个小实验。我在这里准备了两台服务器:
性格;作用
ip地址
港口
客户
192.168.56.11
随意
计算机网络服务器
192.168.56.12
九千九百九十九
当客户端192.168.56.11访问192.168.56.12的端口9999时,它将选择一个随机端口进行通信。这个随机端口随机出来是什么范围?总有一系列端口不能是无限的。
那么对于TCP套接字,客户端的一个IP地址可以有多少个端口呢?因为TCP协议头使用16位来存储端口号,所以最大端口数是65536,2 ^ 16=65536。
是的,是65536。但是为什么我们经常在网上看到最大可用端口数是65535,也就是2.16-1?因为端口号从0开始,所以0-65535是65536。虽然端口0是保留端口,但不使用TCP和UDP。当然,这是标准。你能听到端口0吗?让我用一个python脚本来尝试监听本地端口0。
[root @ test ~]# catbind _ port _ zero . py
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
''此脚本侦听本地127.0.0.1的端口0,
探索端口“0”的奥秘
导入套接字
def bind_port_zero():
ss=socket.socket(socket。AF_INET,插座。SOCK_STREAM)
ss . bind(' 127 . 0 . 0 . 0 ',0))
addr,port=ss.getsockname()
ss.close()
打印(地址、端口)
绑定端口零()
执行脚本,看看它是否可以正常监控:
[root @ test ~]# python bind _ port _ zero . py
('127.0.
0.0', 53692)
[root@test ~]# pythonbind_port_zero.py
('127.0.0.0', 59444)
可以发现,可以正常监听,但是呢并没有监听到端口0。实验证明在Linux下如果在bind的时候指定端口0,那么由系统随机选择一个可用端口来bind。
好的,我们现在知道了端口的范围0-65535,那么作为客户端访问其它服务端的时候,能用多少呢?并不是这个范围都可以用的。那么在Linux下我们可以这么获取本地的随机端口范围:
[root@test ~]# cat/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
32768 61000
不要惊讶答案确实是32768到61000,现在你应该明白,别人说的发10万并发进行压力测试代表什么意思了吧。至少默认情况下是无法实现的,读完这句话,是否有启发呢?并不是不能实现哦。
瓶颈真的只有随机端口范围吗?
刚才我们也看了,我们访问其它服务器,作为客户端,我们要使用一个随机端口,32768-61000,貌似也不少,当然你还可以修改它,扩大随机端口范围。例如我们使用Nginx做反向代理负载均衡的时候,用户端和Nginx建立Socket进行通信,Nginx还需要和后端真实服务器也建立Socket进行通信,在高并发的场景下,这个随机端口肯定是一个瓶颈。但是真的只有随机端口范围是瓶颈吗?下面我们使用ab命令来对百度进行一次压力测试。
ab是Apache的性能测试工具,可以模拟并发进行Web性能测试。在CenotOS下,你可以这样来安装:
[root@test ~]# yuminstall -y httpd-devel
按照咱们之前的认识,随机端口61000-32768=28232,那么我实验的机器是一台刚安装的系统,没有什么网络传输,即便有,我们创建2万个套接字对应该是没问题吧。事实真的如此吗?我们用实验来证明:
我们模拟发送2万个请求,2000的并发来测试百度:
[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)
这不可能,为什么报错了?不要担心,报错我们很容易看懂了socket: Too many open files (24)
,不能打开太多的文件。我们使用ulimit来看看系统资源限制。
[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
(省略部分输出)
没错,默认情况下,当前用户能够打开的文件数量最大是1024,但是这个和我们使用ab测试有什么关系呢?ab测试创建的不是socket吗?如果你不理解,那就要回归本质,想想我们刚刚学习Linux的时候,经常听到的一句Linux的思想“一切皆文件”!谁说socket不是一个文件呢?
我相信你知道怎么做了,你可以使用ulimit –n来修改当前用户、当前session的限制,也可以修改配置文件/etc/security/limits.conf来彻底解决这个问题,这也是进行系统性能调优的必备基础。
创建一条TCP Socket
好的,刚才只是一个小插曲,我们继续探索TCP Socket,光说不练是个棒槌。我们来创建一个套接字对看看:
服务端:
首先,我们在192.168.56.12上使用nc命令,来监听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
客户端:
在客户端,同样使用nc命令来连接到服务端的9999端口。
[root@192.168.56.11 ~]#nc 192.168.56.12 9999
好的,现在你可以在客户端上输入任何的语言和服务端愉快的聊天了?不过这不是重点。
查看Socket
我们先来看看客户端的TCPSocket。
[root@192.168.56.11 ~]#netstat -na | grep 9999
tcp 0 0 192.168.56.11:11525 192.168.56.12:9999 ESTABLISHED
服务端的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
我相信你已经真正理解了Socket,剩下的就是无尽的想象,还记得TIME_WAIT吗?如果有大量的TIME_WAIT存在,那么这个套接字对是不释放的,不释放也就代表着占用一个,资源嘛,占用一个就少一个。怎么优化呢?且听下回分解!
不过,如果你真的理解了Socket的概念,你已经有了一个终极解决方案。既然一个TCP Socket是一个四元组,那如果我这台机器有多个IP地址呢?哈哈,这是一句画龙点睛之语,你懂的!
使用伪终端发送数据
最后,留一个小彩蛋,除了使用nc进行数据发送之外,其实Linux还提供了一种称之为伪设备的方式,让我们来体验下/dev下面的tcp伪设备。/dev下面提供了很多的伪设备,比如tcp就可以用来直接进行远程端口的访问。
[root@192.168.56.11 ~]# echo"886" > /dev/tcp/192.168.56.12/9999
赶紧看看服务端有没有收到886。
以上就是Socket基础知识有哪些,小编相信有部分知识点可能是我们日常工作会见到或用到的。希望你能通过这篇文章学到更多知识。更多详情敬请关注行业资讯频道。
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