深入理解网络监听：TCP、UDP、IPv4 和 IPv6

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[深入理解网络监听：TCP、UDP、IPv4 和 IPv6](#深入理解网络监听：TCP、UDP、IPv4 和 IPv6)
- [使用 `netstat` 查看监听端口](#使用 netstat 查看监听端口)
- - [`netstat` 输出解释](#netstat 输出解释)
  - 示例和解释
  - - 解释
  - 特殊地址解释
  - [IPv6 和 IPv4 的监听关系](#IPv6 和 IPv4 的监听关系)
  - 示例
  - - 解释
- 独立监听与双栈监听
- - [检查 `IPV6_V6ONLY` 选项](#检查 IPV6_V6ONLY 选项)
  - 独立监听与双栈监听总结
监听模式的类型
- - 查看某个端口的监听模式
  - [`netstat` 输出解释](#netstat 输出解释)
  - 监听模式的类型
  - 示例
  - 查看特定端口的监听模式

深入理解网络监听：TCP、UDP、IPv4 和 IPv6

在网络编程和系统管理中，监听端口是一个非常重要的概念。通过监听端口，服务器可以接收来自客户端的连接请求。本文将详细介绍如何使用 netstat 命令查看系统上哪些端口正在监听，以及它们的监听模式。我们还将探讨 TCP 和 UDP 协议在 IPv4 和 IPv6 上的监听关系。

使用 `netstat` 查看监听端口

netstat 是一个强大的网络工具，用于显示网络连接、路由表、接口统计信息等。要查看系统上所有正在监听的端口，可以使用以下命令：

sh 复制代码

netstat -an | grep LISTEN

`netstat` 输出解释

netstat 的输出通常包含以下几列：

Proto: 协议类型（TCP、UDP 等）。
Recv-Q: 接收队列的字节数。
Send-Q: 发送队列的字节数。
Local Address: 本地地址和端口。
Foreign Address: 远程地址和端口。
State: 连接的状态（仅适用于 TCP）。

示例和解释

假设你运行以下命令来查看所有正在监听的端口：

sh 复制代码

netstat -an | grep LISTEN

输出示例：

sh 复制代码

tcp        0      0 0.0.0.0:22            0.0.0.0:*               LISTEN
tcp        0      0 127.0.0.1:3306        0.0.0.0:*               LISTEN
tcp6       0      0 :::80                 :::*                    LISTEN
udp        0      0 0.0.0.0:123           0.0.0.0:*               
udp6       0      0 :::123                :::*

解释

tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0: LISTEN*
- Proto: TCP
- Local Address: 0.0.0.0:22
- Foreign Address: 0.0.0.0:*
- State: LISTEN
- 解释: 系统正在所有 IPv4 网络接口上的端口 22（SSH）进行监听。
tcp 0 0 127.0.0.1:3306 0.0.0.0: LISTEN*
- Proto: TCP
- Local Address: 127.0.0.1:3306
- Foreign Address: 0.0.0.0:*
- State: LISTEN
- 解释: 系统正在本地回环地址（127.0.0.1）上的端口 3306（MySQL）进行监听，仅本地访问。
tcp6 0 0 :::80 ::: LISTEN*
- Proto: TCP6
- Local Address: :::80
- Foreign Address: ::😗
- State: LISTEN
- 解释: 系统正在所有 IPv6 网络接口上的端口 80（HTTP）进行监听。
*udp 0 0 0.0.0.0:123 0.0.0.0: **
- Proto: UDP
- Local Address: 0.0.0.0:123
- Foreign Address: 0.0.0.0:*
- State: 无（UDP 无状态）
- 解释: 系统正在所有 IPv4 网络接口上的端口 123（NTP）进行监听。
*udp6 0 0 :::123 ::: **
- Proto: UDP6
- Local Address: :::123
- Foreign Address: ::😗
- State: 无（UDP 无状态）
- 解释: 系统正在所有 IPv6 网络接口上的端口 123（NTP）进行监听。

特殊地址解释

0.0.0.0: 表示所有 IPv4 地址。监听在 0.0.0.0 上的服务会接受来自任何 IPv4 地址的连接。
:::: 表示所有 IPv6

在网络编程中，TCP 和 UDP 协议可以分别在 IPv4 和 IPv6 上运行。关于 TCP6（IPv6）监听是否会包含 TCP4（IPv4）监听，这取决于操作系统和具体的网络栈实现。

IPv6 和 IPv4 的监听关系

独立监听 : 在大多数现代操作系统中，IPv6 和 IPv4 的监听是独立的。这意味着如果你在某个端口上监听 IPv6 地址（例如 ::），它不会自动监听相应的 IPv4 地址（例如 0.0.0.0）。你需要分别为 IPv4 和 IPv6 配置监听。
双栈监听（Dual Stack Sockets） : 一些操作系统支持双栈监听，这意味着你可以在一个 IPv6 套接字上同时监听 IPv4 和 IPv6 地址。这种情况下，监听 :: 地址可以同时接受 IPv4 和 IPv6 的连接。这种行为通常由套接字选项 IPV6_V6ONLY 控制。

示例

假设你在一个支持双栈监听的系统上运行以下命令：

sh 复制代码

netstat -an | grep LISTEN

输出示例：

sh 复制代码

tcp        0      0 0.0.0.0:80            0.0.0.0:*               LISTEN
tcp6       0      0 :::80                 :::*                    LISTEN

解释

tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0: LISTEN*
- Proto: TCP
- Local Address: 0.0.0.0:80
- Foreign Address: 0.0.0.0:*
- State: LISTEN
- 解释: 系统正在所有 IPv4 网络接口上的端口 80（HTTP）进行监听。
tcp6 0 0 :::80 ::: LISTEN*
- Proto: TCP6
- Local Address: :::80
- Foreign Address: ::😗
- State: LISTEN
- 解释: 系统正在所有 IPv6 网络接口上的端口 80（HTTP）进行监听。

独立监听与双栈监听

在这种情况下，如果系统支持双栈监听，并且 IPV6_V6ONLY 选项未启用，那么 tcp6 :::80 可能会同时接受 IPv4 和 IPv6 的连接。

检查 `IPV6_V6ONLY` 选项

你可以通过检查 IPV6_V6ONLY 选项来确定是否启用了双栈监听。以下是一个示例代码，展示如何在编程中检查和设置这个选项：

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

int main() {
    int sockfd;
    int optval;
    socklen_t optlen = sizeof(optval);

    // 创建一个 IPv6 套接字
    sockfd = socket(AF_INET6, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 获取 IPV6_V6ONLY 选项的值
    if (getsockopt(sockfd, IPPROTO_IPV6, IPV6_V6ONLY, &optval, &optlen) < 0) {
        perror("getsockopt");
        close(sockfd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("IPV6_V6ONLY is %s\n", optval ? "enabled" : "disabled");

    // 关闭套接字
    close(sockfd);
    return 0;
}

独立监听与双栈监听总结

独立监听: 在大多数情况下，IPv4 和 IPv6 的监听是独立的，需要分别配置。
双栈监听 : 一些操作系统支持双栈监听，可以在一个 IPv6 套接字上同时监听 IPv4 和 IPv6 地址，这取决于 IPV6_V6ONLY 选项的设置。

要确定你的系统是否支持双栈监听以及如何配置，可以参考系统的文档或使用编程方式检查 IPV6_V6ONLY 选项。

监听模式的类型

netstat 是一个网络工具，用于显示网络连接、路由表、接口统计信息、伪装连接和多播成员等信息。它可以帮助你查看系统上哪些端口正在监听，以及它们的监听模式。

查看某个端口的监听模式

要查看某个特定端口的监听模式，可以使用 netstat 命令结合 grep 过滤结果。例如，要查看端口 80 的监听模式，可以使用以下命令：

sh 复制代码

netstat -an | grep :80

`netstat` 输出解释

netstat 的输出通常包含以下几列：

Proto: 协议类型（TCP、UDP 等）。
Recv-Q: 接收队列的字节数。
Send-Q: 发送队列的字节数。
Local Address: 本地地址和端口。
Foreign Address: 远程地址和端口。
State: 连接的状态（仅适用于 TCP）。

监听模式的类型

监听模式主要有以下几种：

LISTEN: 服务器正在监听来自客户端的连接请求。
ESTABLISHED: 连接已经建立，正在进行数据传输。
CLOSE_WAIT: 远程主机已经关闭连接，等待本地主机关闭。
TIME_WAIT: 本地主机已经关闭连接，等待足够的时间以确保远程主机收到关闭确认。
SYN_SENT: 本地主机已经发送连接请求，等待远程主机确认。
SYN_RECV: 远程主机已经收到并确认连接请求，等待本地主机确认。
FIN_WAIT1: 本地主机已经关闭连接，等待远程主机确认。
FIN_WAIT2: 远程主机已经确认关闭连接，等待远程主机关闭。
CLOSING: 双方都尝试关闭连接，但还未完成。
LAST_ACK: 本地主机已经关闭连接，等待远程主机的最后确认。

示例

假设你想查看系统上所有正在监听的端口，可以使用以下命令：

sh 复制代码

netstat -an | grep LISTEN

输出示例：

sh 复制代码

tcp        0      0 0.0.0.0:22            0.0.0.0:*               LISTEN
tcp        0      0 127.0.0.1:3306        0.0.0.0:*               LISTEN
tcp6       0      0 :::80                 :::*                    LISTEN

解释：

tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN: 这表示系统正在监听所有网络接口上的端口 22（SSH）。
tcp 0 0 127.0.0.1:3306 0.0.0.0:* LISTEN: 这表示系统正在本地回环地址（127.0.0.1）上的端口 3306（MySQL）进行监听。
tcp6 0 0 :::80 :::* LISTEN: 这表示系统正在所有 IPv6 网络接口上的端口 80（HTTP）进行监听。

查看特定端口的监听模式

假设你想查看端口 80 的监听模式，可以使用以下命令：

sh 复制代码

netstat -an | grep :80

输出示例：

sh 复制代码

tcp6       0      0 :::80                 :::*                    LISTEN
tcp        0      0 192.168.1.100:80      192.168.1.1:12345       ESTABLISHED

解释：

tcp6 0 0 :::80 :::* LISTEN: 这表示系统正在所有 IPv6 网络接口上的端口 80 进行监听。
tcp 0 0 192.168.1.100:80 192.168.1.1:12345 ESTABLISHED: 这表示系统的 IP 地址 192.168.1.100 上的端口 80 与远程 IP 地址 192.168.1.1 上的端口 12345 之间的连接已经建立。

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