1、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）
2、操作这些不同的类型就像操作文件一样，比如增删改查等
二、环境准备 组件 版本
OS CentOS Linux release 7.5.1804
三、tcp socket 文件描述符
● 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的几本信息，比如TCP四元组（client-ip:client-port --> server-ip:server-port）
先准备2个脚本：
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 socket server_addr = (\'127.0.0.1\' , 22222) sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) sock.bind(server_addr) sock.listen(5) while True: conn, clientAddr = sock.accept() while True: data = conn.recv(100) conn.sendall(data) sock.close()client.py
import socket import time server_addr = (\'127.0.0.1\' , 22222) sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) sock.connect(server_addr) while True: message = \'hello world!\' sock.send(message) sock.recv(100) time.sleep(1) sock.close()分别启动server.py与client.py
[root@localhost ~]# python /tmp/server.py & [1] 14199 [root@localhost ~]# python /tmp/client.py & [2] 14202查看server.py打开的文件描述符
[root@localhost ~]# ls -l /proc/14199/fd total 0 lrwx------ 1 root root 64 Nov 7 07:42 0 -> /dev/pts/0 lrwx------ 1 root root 64 Nov 7 07:42 1 -> /dev/pts/0 lrwx------ 1 root root 64 Nov 7 07:42 2 -> /dev/pts/0 lrwx------ 1 root root 64 Nov 7 07:42 3 -> socket:[99154] lrwx------ 1 root root 64 Nov 7 07:42 4 -> socket:[99155] [root@localhost ~]# lsof -n | grep -E \'99154|99155\' python 14199 root 3u IPv4 99154 0t0 TCP 127.0.0.1:22222 (LISTEN) python 14199 root 4u IPv4 99155 0t0 TCP 127.0.0.1:22222->127.0.0.1:56946 (ESTABLISHED)我们主要关注ESTABLISHED状态的socket描述符，也就是4 -> socket:[99155]
[root@localhost fd]# more /proc/net/tcp sl local_address rem_address st tx_queue rx_queue tr tm->when retrnsmt uid timeout inode ... 4: 0100007F:56CE 0100007F:DE72 01 00000000:00000000 00:00000000 00000000 0 0 99155 1 ffff90d8bb0145c0 20 4 31 10 -1进程打开了tcp socket 描述符4 -> socket:[99155]，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:$e" 127.0.0.1:222220100007F:DE72
[root@localhost ~]# ((d=0x01)) [root@localhost ~]# ((c=0x00)) [root@localhost ~]# ((b=0x00)) [root@localhost ~]# ((a=0x7F)) [root@localhost ~]# ((e=0xDE72)) [root@localhost ~]# echo "$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 ~]# ls -l /proc/14202/fd total 0 lrwx------ 1 root root 64 Nov 19 04:43 0 -> /dev/pts/0 lrwx------ 1 root root 64 Nov 19 04:43 1 -> /dev/pts/0 lrwx------ 1 root root 64 Nov 19 04:43 2 -> /dev/pts/0 lrwx------ 1 root root 64 Nov 19 04:43 3 -> socket:[28728] [root@localhost ~]# lsof -n | grep 28728 python 14202 root 3u IPv4 28728 0t0 TCP 127.0.0.1:56946->127.0.0.1:22222 (ESTABLISHED) [root@localhost fd]# more /proc/net/tcp sl local_address rem_address st tx_queue rx_queue tr tm->when retrnsmt uid timeout inode ... 3: 0100007F:C31A 0100007F:DE72 01 00000000:00000000 00:00000000 00000000 0 0 28728 3 ffff8a74ba1a0f80 20 4 30 10 -10100007F: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:$e" 127.0.0.1:222220100007F:DE72
[root@localhost ~]# ((d=0x01)) [root@localhost ~]# ((c=0x00)) [root@localhost ~]# ((b=0x00)) [root@localhost ~]# ((a=0x7F)) [root@localhost ~]# ((e=0xDE72)) [root@localhost ~]# echo "$a.$b.$c.$d:$e" 127.0.0.1:56946总结一下：
● 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）
四、小结