文章目錄

• 簡介
• 什么是Unix domain Socket
• 使用socat來創建Unix Domain Sockets
• 使用ss命令來查看Unix domain Socket
• 使用nc連接到Unix domain Socket服務
• 總結

簡介

之前的文章我們講到了Socket中的Stream Socket和Datagram Socket，這兩種Socket通常分別是基于tcp和udp協議來進行數據的傳輸。這兩種Socket都有一個共同的特點，那就是需要一個IP地址和端口來建立客戶端和服務器端的連接。

那么今天我們會來講解一個特殊的socket，這個socket不需要使用傳統的IP地址和端口，而是使用文件系統來進行程序之間的數據交互，并且這樣的socket只能使用在unix系統上。這樣的socket就是今天我們要講解的Unix domain Socket。

什么是Unix domain Socket

什么是Unix domain Socket呢？ 我們從名字就可以看出來，這個Socket是和unix domain有關系的，也就是說這個socket需要用到unix下面的一些特殊功能。

我們考慮下常用的windows系統和unix系統，他們最大的區別在哪里呢？

其實最大的區別就是unix操作系統中一切都可以看做是文件，包括程序運行的一些信息。

那么我們是不是可以直接借助于這些程序運行時產生的文件來進行不同程序之間數據的交互呢？答案是肯定的。這就是我們今天要討論的Unix domain Socket。

Unix domain Socket可以簡稱為UDS，不同程序間的數據可以在操作系統層，借助于文件系統來進行數據交換。

對于程序本身來說，只需要讀取和寫入共享的socket文件即可，也就是說不同的程序之間通過socket文件來進行數據交互。

和基于IP和端口的Socket一樣，Unix domain Socket也可以分為Stream Socket和Datagram Socket。

我們最多看到Unix domain socket的地方可能就是docker了，作為一種容器技術，docker需要和實體機進行快速的數據傳輸和信息交換，一般情況下UDS的文件是以.socket結尾的，我們可以在/var/run目錄下面使用下面的命令來查找：

find . -name "*.sock"

如果你有docker在運行的話，可以得到下面的結果：

./docker.sock ./docker/libnetwork/6d66a24bfbbfa231a668da4f1ed543844a0514e4db3a1f7d8001a04a817b91fb.sock ./docker/libcontainerd/docker-containerd.sock

可以看到docker是通過上面的3個sock文件來進行通訊的。

使用socat來創建Unix Domain Sockets

之前提到了socat這個萬能的工具，不僅可以創建tcp的監聽服務器，還能創建udp的監聽服務器，當然對于UDS來說也不在話下。我們來看下使用socat來創建UDS服務器所需要用到的參數：

unix-listen:<filename> groups=FD,SOCKET,NAMED,LISTEN,CHILD,RETRY,UNIXunix-recvfrom:<filename> groups=FD,SOCKET,NAMED,CHILD,RETRY,UNIX

這里我們要使用到unix-listen和unix-recvfrom這兩個參數，unix-listen表示的是創建stream-based UDS服務，而unix-recvfrom表示的是創建datagram-based UDS。

可以看到兩個參數后面都需要傳入一個文件名，表示UDS socket的地址。

我們可以這樣使用：

socat unix-listen:/tmp/stream.sock,fork /dev/null& socat unix-recvfrom:/tmp/datagram.sock,fork /dev/null&

這里我們使用/tmp/datagram.sock來表示這個socket信息。

其中fork參數表示程序在接收到程序包之后繼續運行，如果不用fork，那么程序會自動退出。

socat后面本來要接一個bi-address，這里我們使用/dev/null，表示丟棄掉所有的income信息。

運行后我們可能得到下面的結果：

[1] 27442 [2] 27450

表示程序已經成功執行了，返回的是程序的pid。

使用ss命令來查看Unix domain Socket

在使用ss命令之前，我們先來看下使用socat生成的兩個文件：

srwxrwxr-x 1 flydean flydean 0 Mar 2 21:58 stream.sock srwxrwxr-x 1 flydean flydean 0 Mar 2 21:59 datagram.sock

可以看到這兩個文件的權限，rwx大家都懂，分別是read，write和執行權限。那么最前面的s是什么呢？

最前面的一位表示的是文件類型，s表示的就是socket文件。

擴展一下，這個位置還可以有其他幾種選項：p、d、l、s、c、b和-:

其中p表示命名管道文件，d表示目錄文件，l表示符號連接文件，-表示普通文件，s表示socket文件，c表示字符設備文件，b表示塊設備文件。

接下來我們使用ss命令來查看一下之前建立的UDS服務。

這里需要使用到下面幾個參數：

-n, --numeric don't resolve service names-l, --listening display listening sockets-x, --unix display only Unix domain sockets

這里我們需要使用到上面3個選項，x表示的是顯示UDS，因為是監聽，所以使用-l參數，最后我們希望看到具體的數字，而不是被解析成了服務名，所以這里使用-n參數。

我們可以嘗試執行一下下面的命令：

ss -xln

輸出會很多，我們可以grep我們需要的socket如下所示：

ss -xln | grep tmp u_str LISTEN 0 5 /tmp/stream.sock 11881005 * 0 u_dgr UNCONN 0 0 /tmp/datagram.sock 11882190 * 0

u_str表示的是UDS stream socket，而u_dg表示的是UDS datagram socket。

我們可以使用stat命令來查看socket文件的具體信息：

stat /tmp/stream.sock /tmp/datagram.sockFile: ‘/tmp/stream.sock’Size: 0 Blocks: 0 IO Block: 4096 socket Device: fd02h/64770d Inode: 134386049 Links: 1 Access: (0775/srwxrwxr-x) Uid: ( 1002/ flydean) Gid: ( 1002/ flydean) Access: 2022-03-01 22:33:21.533000000 +0800 Modify: 2022-03-01 22:33:21.533000000 +0800 Change: 2022-03-01 22:33:21.533000000 +0800Birth: -File: ‘/tmp/datagram.sock’Size: 0 Blocks: 0 IO Block: 4096 socket Device: fd02h/64770d Inode: 134386050 Links: 1 Access: (0775/srwxrwxr-x) Uid: ( 1002/ flydean) Gid: ( 1002/ flydean) Access: 2022-03-01 22:33:22.306000000 +0800 Modify: 2022-03-01 22:33:22.306000000 +0800 Change: 2022-03-01 22:33:22.306000000 +0800Birth: -

使用nc連接到Unix domain Socket服務

nc是一個非常強大的工具，除了可以進行TCP，UDP連接之外，還可以進行UDS的連接，我們需要使用到下面的參數：

-U, --unixsock Use Unix domain sockets only-u, --udp Use UDP instead of default TCP-z Zero-I/O mode, report connection status only

-U表示連接的是一個unixsocket。-u表示是一個UDP連接。

默認情況下nc使用的是TCP連接，所以不需要額外的參數。

另外我們直接建立連接，并不發送任何數據，所以這里使用-z參數。

先連接Stream UDS看看：

nc -U -z /tmp/stream.sock

如果沒有輸出任何異常數據，說明連接成功了。

然后再連接Datagram UDS看看：

nc -uU -z /tmp/datagram.sock

同樣的，如果沒有任何異常數據，說明Socket連接成功了。

總結

在本章我們詳細介紹了Unix Domain Socket的含義，并且使用了unix中的一些工具實現了UDS的建立，檢測和連接。基本上描述了UDS的使用情況。

本文已收錄于 http://www.flydean.com/17-unix-domain-socket/

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總結

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