Różnica między gniazdem a portem

Czy ktoś mógłby wyjaśnić dość wyraźnie różnicę między portem a gniazdem. Wiem, że port służy jako wejście do sieci dla procesu aplikacji i że proces aplikacji korzysta z połączenia gniazdowego z danym numerem portu do obsługi komunikacji sieciowej, ale gdy wiele procesów nasłuchuje na jednym numerze portu, znajduję trudno jest zrozumieć różnicę między gniazdem a portem i sposób, w jaki wszystkie one do siebie pasują.

S jest programem serwerowym: powiedzmy, że jest to serwer HTTP, więc użyje dobrze znanego numeru portu dla HTTP , czyli 80. Uruchomię go na hoście z adresem IP 10.0.0.4, więc będzie nasłuchiwał połączeń 10.0.0.4:80(ponieważ tam wszyscy będą się tego spodziewać).

Wewnątrz S zamierzam utworzyć gniazdo i powiązać je z tym adresem: teraz system operacyjny wie, że połączenia przychodzące 10.0.0.4:80powinny być kierowane do mojego procesu S przez to konkretne gniazdo.

• wyjście netstat po związaniu gniazda:

  $ netstat --tcp -lan
  Active Internet connections (servers and established)
  Proto Recv-Q Send-Q Local Address               Foreign Address            State
  tcp        0      0 0.0.0.0:80                  0.0.0.0:*                  LISTEN
  

  NB. adres lokalny jest zerowy, ponieważ S nie obchodzi, w jaki sposób docierają do niego klienci

Gdy S połączy to gniazdo, będzie akceptować połączenia - za każdym razem, gdy nowy klient się łączy, acceptzwraca nowe gniazdo, które jest specyficzne dla tego klienta

• wyjście netstat po zaakceptowaniu połączenia:

  $ netstat --tcp -lan
  Active Internet connections (servers and established)
  Proto Recv-Q Send-Q Local Address               Foreign Address            State
  tcp        0      0 0.0.0.0:80                  0.0.0.0:*                  LISTEN
  tcp        0      0 10.0.0.4:80                 10.0.0.5:55715             ESTABLISHED
  

  • 10.0.0.4:80reprezentuje koniec połączenia S i jest powiązany z gniazdem zwróconym przezaccept
  • 10.0.0.5:55715jest końcem połączenia klienta i jest powiązany z gniazdem, które klient przekazał do połączenia . Port klienta nie jest wykorzystywany do niczego poza kierowaniem pakietów na tym połączeniu TCP do właściwego procesu: jest przydzielany losowo przez jądro klienta z efemerycznego zakresu portów.

Teraz S może z radością kontynuować przyjmowanie większej liczby połączeń klienckich ... każde otrzyma własne gniazdo, każde gniazdo będzie powiązane z unikalnym połączeniem TCP, a każde połączenie będzie miało unikalny zdalny adres. S śledzi stan klienta (jeśli taki istnieje), kojarząc go z gniazdem.

Z grubsza:

• adres IP służy do routingu między hostami w sieci
• port służy do kierowania do właściwego gniazda na hoście
  • Prawie powiedziałem, że proces jest poprawny , ale w rzeczywistości możliwe jest posiadanie wielu (zwykle potomnych) procesów akceptujących na tym samym gnieździe ...
  • jednak za każdym razem, gdy jedno z acceptwywołań wraca, robi to tylko w jednym procesie, gniazdo każdego połączenia przychodzącego jest unikalne dla jednej instancji serwera
• gniazdo jest obiektem używanym przez proces do rozmowy z systemem operacyjnym na temat określonego połączenia, podobnie jak deskryptor pliku
  • jak wspomniano w komentarzach, istnieje wiele innych zastosowań gniazd, które w ogóle nie używają portów: na przykład socketpair tworzy parę połączonych ze sobą gniazd, które w ogóle nie mają schematu adresowania - jedynym sposobem korzystania z tego potoku jest bycie proces, który wywołał socketpairbycie dzieckiem tego procesu i dziedziczenie jednego lub jawne przekazanie jednego z gniazd tego procesu

Pomyśl o swojej maszynie jak o budynku mieszkalnym:

• Port to numer mieszkania.

• Gniazdo to drzwi mieszkania.

• Adres IP to adres ulicy budynku.

Port jest częścią adresu w protokołach TCP i UDP. Służy do pomocy systemowi operacyjnemu w określeniu, która aplikacja powinna otrzymać otrzymane dane. System operacyjny musi obsługiwać porty, aby obsługiwać TCP i UDP, ponieważ porty są nieodłączną częścią TCP i UDP.

Gniazdo jest częścią interfejsu, który system operacyjny przedstawia aplikacjom, aby umożliwić im wysyłanie i odbieranie danych sieciowych. Większość implementacji gniazd obsługuje wiele protokołów poza TCP i UDP, z których niektóre nie mają pojęcia portów. System operacyjny nie musi obsługiwać gniazd do obsługi TCP lub UDP; może zapewnić inny interfejs dla aplikacji. Gniazdo to po prostu jeden ze sposobów wysyłania i odbierania danych na określonym porcie.

Komputer ma adres IP, który identyfikuje go jako oddzielny byt w sieci. Dodajemy do tego dodatkowy numer, aby umożliwić nam rozróżnienie połączeń z tym komputerem. To jest numer portu. Po stronie OS połączenia potrzebujesz buforów, stanu połączenia itp. Ten obiekt logiczny to gniazdo.

Gniazdo to ścieżka komunikacyjna do portu. Gdy chcesz, aby Twój program komunikował się przez sieć, dałeś mu sposób na zaadresowanie portu i można to zrobić poprzez utworzenie gniazda i podłączenie go do portu. Zasadniczo gniazdo = IP + porty Gniazda zapewniają dostęp do portu + ip

Adres IP identyfikuje urządzenie, tj. Adres do konkretnego urządzenia, kiedy osiągnąłeś urządzenie za pomocą adresu IP, teraz określa, z którym procesem w tym urządzeniu ma się komunikować.

Tak więc do faktycznej komunikacji potrzebujesz zarówno portu + IP, który nazywa się gniazdem.