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1.tcp socket描述

• 在linux中，一切皆为文件，所有不同种类的类型都被抽象成文件（比如：块设备，socket套接字，pipe队列）
• 操作这些不同的类型就像操作文件一样，比如增删改查等
• 当我们建立一条TCP连接时，在linux操作系统中会创建一个socket文件描述符
• 通过文件描述符就能找到socket的基本信息，比如TCP四元组（client-ip:client-port --> server-ip:server-port）

2.测试

• server.py主要用于建立客户端的连接请求，并且接收客户端传来的数据，然后将收到的数据回传给客户端

• client.py每隔1秒向服务端发送一次’hello world’

• server.py

import socketserver_addr=('localhost', 22222)sock=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)sock.bind(server_addr)sock.listen(1);while True:    conn, addr=sock.accept()    while True:        data=conn.recv(100)        conn.sendall(data)    conn.close()

• client.py

import socketimport timeserver_addr=('127.0.0.1',22222)sock=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)sock.connect(server_addr)while True:    message='hello i am client'    sock.sendall(message)    sock.recv(100)    time.sleep(1)sock.close()

• 分别启动server.py与client.py

[root@localhost pypg]# python server.py &[1] 7355[root@localhost pypg]# python client.py &[2] 7404

• 查看server.py打开的文件描述符

[root@localhost pypg]# ll /proc/7355/fdtotal 0lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 17:04 0 -> /dev/pts/2lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 17:04 1 -> /dev/pts/2lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 17:02 2 -> /dev/pts/2lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 17:04 3 -> socket:[104171599]lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 17:04 4 -> socket:[104171603][root@localhost pypg]# lsof -n |grep -E '104171599|104171603'python     7355      root    3u     IPv4          104171599       0t0        TCP 127.0.0.1:22222 (LISTEN)python     7355      root    4u     IPv4          104171603       0t0        TCP 127.0.0.1:22222->127.0.0.1:39899 (ESTABLISHED)我们主要关注ESTABLISHED状态的socket描述符，也就是4 -> socket:[104171603][root@localhost pypg]# grep 104171603 /proc/net/tcp|more  13: 0100007F:56CE 0100007F:9BDB 01 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 104171603 1 ffff8802c7199740 20 3 25 10 -1进程打开了tcp socket 描述符4 -> socket:[104171603]，socket描述符指向内存中的socket结构体，该结构体详细描述了这个socket的详细信息;最重要的是TCP四元组（local_ip:local_port --> remote_ip:remote_port），拆分转换成10进制0100007F:56CE[root@localhost ~]# ((d=0x01))[root@localhost ~]# ((c=0x00))[root@localhost ~]# ((b=0x00))[root@localhost ~]# ((a=0x7F))[root@localhost ~]# ((e=0x56CE))[root@localhost ~]# echo "$a.$b.$c.$d:$e"127.0.0.1:222220100007F:9BDB[root@localhost ~]# ((d=0x01))[root@localhost ~]# ((c=0x00))[root@localhost ~]# ((b=0x00))[root@localhost ~]# ((a=0x7F))[root@localhost ~]# ((e=0xDE72))[root@localhost ~]# echo "$a.$b.$c.$d:$e"127.0.0.1:56946在/proc/net/tcp包含了tcp连接的重要状态信息：00000000:00000000 ： 发送队列与接收队列 （正数第四个字段）-1 ： 慢启动门限 （倒数第一个字段）10 ： 拥塞窗口 （倒数第二个字段）这里面还有很多描述：比如慢启动门限、传输队列以及接收队列、窗口探查等TCP相关的重要参数都可以查询到，具体的大家可以去看下《TCP/IP详解卷》

• client.py也存在同样的行为：

[root@localhost pypg]# ll /proc/7404/fdtotal 0lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 17:04 0 -> /dev/pts/2lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 17:04 1 -> /dev/pts/2lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 17:02 2 -> /dev/pts/2lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 17:04 3 -> socket:[104171714][root@localhost pypg]# lsof -n|grep 104171714python     7404      root    3u     IPv4          104171714       0t0        TCP 127.0.0.1:39899->127.0.0.1:22222 (ESTABLISHED)[root@localhost pypg]# grep 104171714  /proc/net/tcp|more  20: 0100007F:9BDB 0100007F:56CE 01 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 104171714 1 ffff880325a8c440 20 3 24 10 -10100007F:9BDB [root@localhost ~]# ((d=0x01))[root@localhost ~]# ((c=0x00))[root@localhost ~]# ((b=0x00))[root@localhost ~]# ((a=0x7F))[root@localhost ~]# ((e=0x56CE))[root@localhost ~]# echo "$a.$b.$c.$d:$e"127.0.0.1:222220100007F:56CE [root@localhost ~]# ((d=0x01))[root@localhost ~]# ((c=0x00))[root@localhost ~]# ((b=0x00))[root@localhost ~]# ((a=0x7F))[root@localhost ~]# ((e=0xDE72))[root@localhost ~]# echo "$a.$b.$c.$d:$e"127.0.0.1:56946

3.netstate查看tcp连接状态

4.总结

• server.py与client.py各自打开tcp socket 描述符，该描述符指向内存中的socket结构体

• socket结构体描述了关于TCP的所有信息，其中通过TCP 4元组找到对端的通信节点

• socket将用户数据以及自身结构数据封装完成之后会交给底层的TCP协议，然后是IP协议、链路层信息，最后通过物理链路到达对端

• 对端也会依次解包，直至将发送端数据写入到指定的内存当中，最终由应用程序读取（本文中的server.py或client.py）

• TCP连接中最重要的是TCP四元组，而进程打开TCP socket描述符可以找到四元组信息，从而确定双方的IP和port

• 通过socket文件描述符可以找到内存中的socket结构体，获取到TCP连接的详细信息，包括必备四元组、文件的inode、时间、出队入队状态等等

• 1个进程可以创建多个TCP连接，也就是创建多个socket文件描述符，这由该进程能够打开的文件数量限制（ulimit -n）

• 不能使用netstat -a|grep 104171603(fd的id)，因为tcp连接没有文件inode，而unix domain socket是有的

  					client.py                         server.py                  +---------------+                 +---------------+                  |pid:7404      |                 |pid:7355      |                  |    +-----+    |                 |    +-----+    |                  |    |fd:3 |    |                 |    |fd:4 |    |                  |    +-----+    |                 |    +-----+    |                  +---------------+                 +---------------+                          |                                 |       user space         |                                 |       +---------------------------------------------------------------------+       kernel space       |                                 |                          |                                 |                          v                                 v                   +------+-------+                  +------+-------+                   |socket:[104171714]|                  |socket:[104171603 ]|                   +------+-------+                  +------+-------+                          |                                 |                          |                                 |                          v                                 v                     +----+----+                       +----+----+                     | socket  |                       | socket  |                     +----+----+                       +----+----+                          |                                 |                          |                                 |                          v                                 v                         ++---------------------------------+-                         |                tcp                |                         +------------------------------------

参考：

https://www.cnblogs.com/MrVolleyball/p/9987208.htmlhttps://www.cnblogs.com/ccit/p/10065804.html