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网络协议 11 - Socket 编程(下):眼见为实耳听为虚

系列文章传送门:

    网络协议 1 - 概述网络协议 2 - IP 是怎么来,又是怎么没的?网络协议 3 - 从物理层到 MAC 层网络协议 4 - 交换机与 VLAN:办公室太复杂,我要回学校网络协议 5 - ICMP 与 ping:投石问路的侦察兵网络协议 6 - 路由协议:敢问路在何方?网络协议 7 - UDP 协议:性善碰到城会玩网络协议 8 - TCP 协议(上):性恶就要套路深网络协议 9 - TCP协议(下):聪明反被聪明误网络协议 10 - Socket 编程(上):实践是检验真理的唯一标准

    之前我们基本了解了网络通信里的大部分协议,一直都是在“听”的过程。很多人都会觉得,好像看懂了,但关了页面回忆起来,好像又什么都没懂。这次咱们就“真枪实弹”的码起来,再用一个“神器”-网络分析系统详细跟踪下数据包的生命历程,让我们的理论真实的呈现出来,对网络通信感兴趣的博友,还可以自己拿着系统分析一遍,你一定会大有所获。

    不多说,直接上代码。有兴趣的博友可以按各编程语言进行相关改写,然后拿着我们的分析系统真实的看看网络通信过程。

本机请求转发到网关

    代码中的 192.168.1.10 是内网另一台服务器,楼主的 IP 是 192.168.1.73。在本机跑服务器的时候,要做一个路由配置,否则分析系统无法抓取相关的包。window 下可按下面步骤配置:

    管理员身份打开 DOS 窗口;route add 本机ip mask 255.255.255.255 网关ip(路由转发,还记得吗?忘记了?点我点我点我);

    什么?不知道怎么查 IP 和网关?点我告诉你    操作完成后记得删除转发规则,否则,你会发现本机的请求,速度会变得很慢、、、    实例:

// 添加路由转发规则route add 192.168.1.73 mask 255.255.255.255 192.168.1.1 // 删除转发规则route delete 192.168.1.73

基于 TCP 的 Socket

    服务端:

<?php/** * 1. socket_create: 新建 socket * 2. socket_bind: 绑定 IP 和 port * 3. socket_listen: 监听 * 4. socket_accept: 接收客户端连接,返回连接 socket * 5. socket_read: 读取客户端发送数据 * 6. socket_write: 返回数据 * 7. socket_close: 关闭 socket */$ip = "192.168.1.10";$port = 23333;// $port = 80;$sk = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);!$sk && outInfo("socket_create error");// 绑定 IP!socket_bind($sk, $ip, $port) && outInfo("socket_bind error");// 监听!socket_listen($sk) && outInfo("sever listen error");outInfo("Success Listen: $ip:$port", "INFO");while (true) { $accept_res = socket_accept($sk); !$accept_res && outInfo("sever accept error"); $reqStr = socket_read($accept_res, 1024); if (!$reqStr) outInfo("sever read error"); outInfo("Server receive client msg: $reqStr", "INFO"); $response = "Hello A, I am B. you msg is : " . $reqStr . PHP_EOL; if (socket_write($accept_res, $response, strlen($response)) === false) { outInfo("response error"); } socket_close($accept_res);}socket_close($sk);function outInfo($errMsg, $level = "ERROR"){ if ($level === "ERROR") { $errMsg = "$errMsg, msg: " . socket_strerror(socket_last_error()); } echo $errMsg . PHP_EOL; $level === "ERROR" && die;}

    客户端:

<?php/** * 1. socket_create: 新建 socket * 2. socket_connect: 连接服务端 * 3. socket_write: 给服务端发数据 * 4. socket_read: 读取服务端返回的数据 * 5. socket_close: 关闭 socket */$ip = "192.168.1.10";$port = 23333;$sk = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);!$sk && outInfo("socket_create error");!socket_connect($sk, $ip, $port) && outInfo("connect fail");$msg = "hello, I am A";if (socket_write($sk, $msg, strlen($msg)) === false) { outInfo("socket_write fail");}while ($res = socket_read($sk, 1024)) { echo "server return message is:". PHP_EOL. $res;}socket_close($sk);//工作完毕,关闭套接流function outInfo($errMsg, $level = "ERROR"){ if ($level === "ERROR") { $errMsg = "$errMsg, msg: " . socket_strerror(socket_last_error()); } echo $errMsg . PHP_EOL; $level === "ERROR" && die;}

    上面的代码是基于 PHP 原生 Socket 写的,其它语言也有对应 Socket 操作函数,进行相关的改写即可。主要是下面的分析过程。

    如上图,这是我们的分析系统捕捉的所有数据传输过程,你可以真实的看到每一步都发生了什么,以及对应的状态的改变(图片较大,建议右键在新标签页打开看)。

    在图中上半部分,我们可以看到分析系统将整个 TCP 的生命历程分为了三个阶段:建立连接、交易、关闭连接。这和我们之前了解的理论知识完全相符。    左下角的交易时序图,则详细记录了客户端和服务端每次通信的详细信息,而右下角部分,则展示了每次通信,数据包的状态等信息。

基于 UDP 的Socket

<?php/** * 1. socket_create: 新建 socket * 2. socket_bind: 绑定 IP 和 port * 3. socket_recvfrom: 读取客户端发送数据 * 4. socket_sendto: 返回数据 * 5. socket_close: 关闭 socket */$ip = "192.168.1.10";$port = 23333;$sk = socket_create(AF_INET, SOCK_DGRAM, SOL_UDP);!$sk && outInfo("socket_create error");// 绑定 IP!socket_bind($sk, $ip, $port) && outInfo("socket_bind error");outInfo("Success Listen: $ip:$port", "INFO");while (true) { $from = ""; $reqPort = 0; if (!socket_recvfrom($sk, $buf, 1024, 0, $from, $reqPort)) { outInfo("sever socket_recvfrom error"); } outInfo("Received msg $buf from remote address $from:$port", "INFO"); $response = "Hello $from:$port, I am Server. your msg : " . $buf . PHP_EOL; if (!socket_sendto($sk, $response, strlen($response), 0, $from, $reqPort)) { outInfo("socket_sendto error"); }}socket_close($sk);function outInfo($errMsg, $level = "ERROR"){ if ($level === "ERROR") { $errMsg = "$errMsg, msg: " . socket_strerror(socket_last_error()); } echo $errMsg . PHP_EOL; $level === "ERROR" && die;}

客户端:

<?php/** * 1. socket_create: 新建 socket * 2. socket_write: 给服务端发数据 * 3. socket_read: 读取服务端返回的数据 * 4. socket_close: 关闭 socket */$ip = "192.168.1.10";$port = 23333;$sk = socket_create(AF_INET, SOCK_DGRAM, SOL_UDP);!$sk && outInfo("socket_create error");$msg = "hello, I am A";if (!socket_sendto($sk, $msg, strlen($msg), 0, $ip, $port)) { outInfo("socket_sendto fail");}$from = "";$reqPort = 0;if (!socket_recvfrom($sk, $buf, 1024, 0, $from, $reqPort)) { outInfo("server socket_recvfrom error");}outInfo("Received $buf from server address $from:$port", "INFO");socket_close($sk);function outInfo($errMsg, $level = "ERROR"){ if ($level === "ERROR") { $errMsg = "$errMsg, msg: " . socket_strerror(socket_last_error()); } echo $errMsg . PHP_EOL; $level === "ERROR" && die;}

UDP 数据包分析图:

    如上图,UDP 数据包分析图,明显比 TCP 要简单很多,人家单纯嘛,就不多说了。不过要注意的,写代码的时候,UDP 的服务端,在循环里千万不要关闭 Socket

分析系统介绍

    上面用到的分析系统叫:科来网络分析系统,点我下载。这个分析系统很良心,提供了一个免费的技术交流版。有兴趣的小伙伴可以下载下来玩玩,很强大。