【TCP/IP】自定义应用层协议,常见端口号

互联网中,主流的是 TCP/IP 五层协议

  • 5G/4G 上网,是有自己的协议栈,要比 TCP/IP 更复杂(能够把 TCP/IP 的一部分内容给包含进去了)

应用层

可以代表我们所编写的应用程序,只要应用程序里面用到了网络通信,就可以认为这个代码就是属于应用层的代码

日常开发中最常用到的一层:

  1. 使用大佬们已经创建好的应用层协议
    • 应用层知名的协议有很多,其中的佼佼者就是 HTTP
  2. 自己定义应用层协议
    • 另外四层都是操作系统/硬件/驱动已经实现好了的,我们不可能"自定义",只能使用人家的

协议就是约定

  • 按照自己的规则,约定通讯方式------>自定义应用层协议

自定义应用层协议

自定义应用层协议,具体要做什么事情:

明确要传递的信息

  1. 明确前后端交货过程中,要传递哪些信息

举个例子:开发一个外卖软件,打开软件后,首先需要展示一个"商家列表"

此处就需要先确定传递的信息是什么

  1. 请求:用户是谁(用户的 ID),用户所处的位置
  2. 响应:商家列表,包含多个商家,每个商家信息中,又有商家的名字、图片、距离、评分

这里的信息如何确定,都是根据当前的需求来产生的

明确组织信息的格式

  1. 明确组织这些信息的格式
    针对信息组织格式,也有很多种方式,使用哪种方方式都可以,只要确定前段和后端是同一种方式就可以了

举个例子:使用行文本的方式来组织上述数据

  1. 请求:用户id,用户位置\n
  2. 响应:商家的id,商家名称,商家的图片地址,商家的距离,商家的评分\n

关于组织数据的格式,还有一些说法,上述"行文本"简单粗暴的方案,在实际开发中,很少会这样做


XML 方案

Maven 中就会见到,通过"成对的标签"表示"键值对"信息

xml 复制代码
<request>
	<userid>1001</userid>
	<postion>E45N60</postion>
</request>
  • 可以通过 XML 来传输网络数据,也可以作为程序的配置文件
  • 不过 XML 进行网络传输的时候,又有一个明显的缺点------会消耗大量的带宽
    • 网络通信中,带宽是一个非常贵的硬件设备
    • 在传输标签的时候,都得传输成对的标签,传入的信息更多
  • 所以现在 XMl 一般都是在配置文件,不进行网络传输了
  • XMl 里面的标签(键值对)都是程序员固定的,而 HTMl 里面的标签都是固定的(已经有一套标准,约定好哪些标签是合法标签,这些标签都是什么含义)

JSON 方案

当前主流的网络通信的数据格式,相比 xml 来说,可读性是很好的 ,同时能节省一定的带宽

JSON 复制代码
{
	"userid":1001,
	"postion":""E45N60"
}
  • JSON 也是"键值对"格式,
    • 键和值之间用 : 分割
    • 键值对之间用 , 分割
    • 所有的键值对,都使用 {} 括起来
  • 这里的标签都只有一份,不需要结束标签了,节省了传递开销

YML(YAML)方案

强制要求了数据组织的格式,强制要求写成"可读性非常高"的格式

  • 键值对必须独占一行
  • "嵌套"结构必须通过缩进来表示

protobuffer方案

前三个方案,都是关注可读性,而 protobuffer 关注性能,牺牲了可读性(通过二进制的方式组织数据)

  • protobuffer 直接通过"位置"约定字段的含义,不需要传输 key 的名字,也会针对传输的数值,进行二进制的编码,起到一些"压缩"的效果
  • 极大地缩减了要传输的数据的体积------>带宽消耗就越小------>效率越高
  • 但二进制数据无法肉眼阅读,调试相关程序的时候,就会比较麻烦

常见端口号

端口号是一个整数,用来区分不同的进程。

  • 同一时刻,同一个机器上,同一个协议,一个端口号只能被一个进绑定
  • 一个进程可以绑定多个端口号
  • 端口号是通过两个字节的无符号整数表示的,取值范围 0~65535,但实际上 0 比较特殊,一般不会使用
    • 1~1023 属于已经被预定好的(有一些知名的服务器,已经提前预定了这个端口),这样的端口称为"知名端口号"(其实里面的大部分服务器已经不再使用了,在 80、90 年代是知名的)
    • 我们日常开发的时候,会避开这些端口

业务端口和管理端口

什么时候会涉及到一个进程(服务器)绑定多个端口?

  • 编写服务器,肯定需要先绑定至少一个端口号,和客户端进行交互(称为"业务端口")
  • 服务器运行过程中,希望能够对这个服务器的行为,进行一些"控制"
    • 比如让服务器重新加载某个数据/某个配置/修改服务器的某个功能
    • 也可以通过网络通信完成上述功能
    • 就可以让服务器绑定另一个端口,通过这个端口,编写一个客户端,给服务器发送一些"控制类"请求
    • 上面的"另一个端口 "就是"管理端口"

调试端口

当需要针对服务器运行状态进行检测和调试,需要查看服务器运行中某个关键变量的数值的时候,千万不能用调试器来进行调试,一旦使用调试器调试这个服务,就会使服务器的一些线程被阻塞住,无法给客户端正确提供服务了

  • 虽然可以通过日志进行打印,但是不方便,需要修改代码并重启服务器
  • 可以让服务器绑定另一个端口,然后实现一些相关的打印关键变量的逻辑,客户端发送对应的调试请求
  • 这里的"另一个端口 "就是"调试端口"
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