【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

2. 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

<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

{"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”