Linux系统套接字编程中存在的五个隐患 （3）

现在，有两个新的协议提供相似的功能。可扩展标记语言/远程过程调用（XML/RPC）以 XML 格式安排 HTTP 上的过程调用。数据和元数据用 XML 进行编码并作为字符串传输，并通过主机架构把值和它们的物理表示分开。SOAP 跟随 XML-RPC，以更好的特性和功能扩展了它的思想。参见 参考资料 小节，获取更多关于每个协议的信息。

　　隐患 5．TCP 中的帧同步假定

　　TCP 不提供帧同步，这使得它对于面向字节流的协议是完美的。这是 TCP 与 UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）的一个重要区别。UDP 是面向消息的协议，它保留发送者和接收者之间的消息边界。TCP 是一个面向流的协议，它假定正在通信的数据是无结构的，如图 1 所示。

图 1．UDP 的帧同步能力和缺乏帧同步的 TCP

　　图 1 的上部说明一个 UDP 客户端和服务器。左边的对等层完成两个套接字的写操作，每个 100 字节。协议栈的 UDP 层追踪写的数量，并确保当右边的接收者通过套接字获取数据时，它以同样数量的字节到达。换句话说，为读者保留了写者提供的消息边界。

现在，看图 1 的底部．它为 TCP 层演示了相同粒度的写操作。两个独立的写操作（每个 100 字节）写入流套接字。但在本例中，流套接字的读者得到的是 200 字节。协议栈的 TCP 层聚合了两次写操作。这种聚合可以发生在 TCP/IP 协议栈的发送者或接收者中任何一方。重要的是，要注意到聚合也许不会发生 —— TCP 只保证数据的有序发送。

　　对大多数开发人员来说，该陷阱会引起困惑。您想要获得 TCP 的可靠性和 UDP 的帧同步。除非改用其他的传输协议，比如流传输控制协议（STCP），否则就要求应用层开发人员来实现缓冲和分段功能。

　　调试套接字应用程序的工具

　　GNU/Linux 提供几个工具，它们可以帮助您发现套接字应用程序中的一些问题。此外，使用这些工具还有教育意义，而且能够帮助解释应用程序和 TCP/IP 协议栈的行为。在这里，您将看到对几个工具的概述。查阅下面的 参考资料 了解更多的信息。

　　查看网络子系统的细节

　　netstat 工具提供查看 GNU/Linux 网络子系统的能力。使用 netstat，可以查看当前活动的连接（按单个协议进行查看），查看特定状态的连接（比如处于监听状态的服务器套接字）和许多其他的信息。清单 4 显示了 netstat 提供的一些选项和它们启用的特性。

清单 4．netstat 实用程序的用法模式

View all TCP sockets currently active$ netstat
            
            
 --tcpView all UDP sockets$ netstat
            
            
 --udpView all TCP sockets in the listening state$ netstat
            
            
 --listeningView the multicast group membership information$ netstat
            
            
--groupsDisplay the list of masqueraded connections$ netstat
            
            
--masqueradeView statistics for each protocol$ netstat
            
            
 --statistics
            

　　尽管存在许多其他的实用程序，但 netstat 的功能很全面，它覆盖了 route、ifconfig 和其他标准 GNU/Linux 工具的功能。

　　监视流量

　　可以使用 GNU/Linux 的几个工具来检查网络上的低层流量。tcpdump 工具是一个比较老的工具，它从网上“嗅探”网络数据包，打印到 stdout 或记录在一个文件中。该功能允许查看应用程序产生的流量和 TCP 生成的低层流控制机制。一个叫做 tcpflow 的新工具与 tcpdump 相辅相成，它提供协议流分析和适当地重构数据流的方法，而不管数据包的顺序或重发。清单 5 显示 tcpdump 的两个用法模式。

　　清单 5．tcpdump 工具的用法模式

Display all traffic on the eth0 interface for
            
            
the local host$ tcpdump -l -i eth0Show all traffic
            
            
on the network coming from or going
            
            
to host plato$ tcpdump host platoShow all HTTP traffic
            
            
for host camus$ tcpdump host camus and (port http)View
            
            
traffic coming from or going
            
            
to TCP port 45000 on the local host$ tcpdump tcp port 45000
            

　　tcpdump 和 tcpflow 工具有大量的选项，包括创建复杂过滤表达式的能力。查阅下面的 参考资料 获取更多关于这些工具的信息。

　　tcpdump 和 tcpflow 都是基于文本的命令行工具。如果您更喜欢图形用户界面（GUI），有一个开放源码工具 Ethereal 也许适合您的需要。Ethereal 是一个专业的协议分析软件，它可以帮助调试应用层协议。它的插入式架构（plug-in architecture）可以分解协议，比如 HTTP 和您能想到的任何协议（写本文的时候共有 637 个协议）。