繼上篇TCP/IP FAQ（1），本篇涵蓋了域和協(xié)議、IP編址、插口、原始IP、unix域方面的問(wèn)題與解答。

【Domain & Protocol】
1. 什么是域，它和協(xié)議有什么關(guān)系?
   域可以理解為一種容納協(xié)議的空間，它的存在便于了協(xié)議的分類(lèi)；域和協(xié)議是集合與元素的關(guān)系，一個(gè)域中的每個(gè)協(xié)議使用同類(lèi)地址，并且每種地址只被一個(gè)域使用，一個(gè)域能由協(xié)議族或地址族常量唯一標(biāo)識(shí)。
2. TCP/IP中有哪些域及其協(xié)議？
   internet、iso、route、ccitt、imp、network systems和unix，其中internet域含有ip,icmp,igmp,tcp和udp五種協(xié)議，unix域用于ipc通信。
3. 哪些地方會(huì)用到域？
   一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議必須分用輸入數(shù)據(jù)報(bào)，并交給相應(yīng)的傳輸層協(xié)議，由于域包含了協(xié)議族，因此必須從對(duì)應(yīng)的域中找到合適的協(xié)議去處理。例如IP對(duì)應(yīng)的域?yàn)閕nternet，這個(gè)域?qū)?yīng)的協(xié)議族為inetsw，當(dāng)收到IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就從inetsw中找到對(duì)應(yīng)的傳輸層協(xié)議去輸入處理。

【IP Addressing】
1. IP地址有哪幾類(lèi)？
   分為5類(lèi)，A、B和C類(lèi)用于單播；D類(lèi)用于多播；E類(lèi)用于實(shí)驗(yàn)。
2. sockaddr和sockaddr_in有什么區(qū)別聯(lián)系？
   sockaddr是一種通用的用于接口編址信息的結(jié)構(gòu)，它將硬件與協(xié)議的地址細(xì)節(jié)相對(duì)于接口層隱藏起來(lái)，成員依次為sa_len、sa_family和sa_data，而sockaddr_in成員依次為sin_len、sin_family、sin_port、sin_addr和sin_zero。它們的前兩個(gè)成員其實(shí)是一樣的，只是命名不同，而sockaddr_in中的sin_port標(biāo)識(shí)傳輸層的端口，sin_addr標(biāo)識(shí)IP層的地址，所以它是Internet協(xié)議的專(zhuān)用接口編址結(jié)構(gòu)，sin_zero僅為填充用，因?yàn)閟ockaddr_in長(zhǎng)度不應(yīng)小于sockaddr。
3. 插口編址結(jié)構(gòu)允許的最大長(zhǎng)度是多少？
   sockaddr最后一個(gè)成員是可擴(kuò)展的，這是C語(yǔ)言的通用技術(shù)，因?yàn)槠涞谝粋€(gè)成員為u_char類(lèi)型，所以最大長(zhǎng)度是255。
4. 一個(gè)接口可以配置多個(gè)IP地址，是怎么實(shí)現(xiàn)的？
   ifaddr表示通用的接口地址，ifnet表示接口，它有個(gè)類(lèi)型為ifaddr*的if_addrlist成員，表示當(dāng)前接口上的地址鏈表。in_ifaddr表示Internet協(xié)議專(zhuān)用的接口地址，而IP屬于Internet協(xié)議，因此用in_ifaddr表示，所有的IP地址組成一個(gè)類(lèi)型為in_ifaddr*的鏈表。當(dāng)增加一個(gè)IP地址時(shí)，就需要插入這兩個(gè)鏈表中；當(dāng)刪除一個(gè)IP地址時(shí)，就需要從它們當(dāng)中移除。
5. 為什么配置IP主機(jī)地址和網(wǎng)絡(luò)掩碼可以是獨(dú)立的？
   因?yàn)樗鼈兪褂貌煌拿顚?shí)現(xiàn)，前者用SIOCSIFADDR，后者用SIOCSIFNETMASK。當(dāng)配置IP主機(jī)地址時(shí)，如果沒(méi)有指明網(wǎng)絡(luò)掩碼，那么網(wǎng)絡(luò)掩碼被設(shè)置成默認(rèn)的。
6. 為什么訪問(wèn)IP接口地址使用的是UDP插口而不是原始IP插口？
   只有超級(jí)用戶(hù)用程才能創(chuàng)建原始IP插口，而通過(guò)UDP插口，任何用戶(hù)進(jìn)程都能查看接口配置。

【Socket】
1. 為什么會(huì)存在插口層？
   從概念上講，tcp/ip協(xié)議棧劃分為鏈路、網(wǎng)絡(luò)、傳輸和應(yīng)用4層；但從實(shí)現(xiàn)上講，在應(yīng)用層和其下層中間，引入了一個(gè)插口層，作為進(jìn)程和內(nèi)核通信的橋梁，主要功能是將進(jìn)程發(fā)送的與協(xié)議有關(guān)的請(qǐng)求映射到產(chǎn)生插口時(shí)指定的與協(xié)議有關(guān)的實(shí)現(xiàn)，從而屏蔽了不同協(xié)議處理的細(xì)節(jié)。
2. 為什么服務(wù)器進(jìn)程總是要調(diào)用bind，客戶(hù)進(jìn)程能調(diào)用它嗎？
   bind將一個(gè)本地地址同一個(gè)插口相關(guān)聯(lián)，客戶(hù)進(jìn)程需要同一個(gè)已知地址建立連接或發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)到已知地址，如果不調(diào)用bind，服務(wù)器進(jìn)程就無(wú)法在某個(gè)已知地址上接受TCP連接或接收UDP數(shù)據(jù)報(bào)。客戶(hù)進(jìn)程也能調(diào)用bind，這樣便可以由應(yīng)用程序而非內(nèi)核來(lái)選擇一個(gè)本地地址，其結(jié)果是只能接收目的地址為被綁定地址的數(shù)據(jù)包，但通常不必調(diào)用bind，因?yàn)閮?nèi)核會(huì)自動(dòng)決定外出地址和臨時(shí)端口。
3. 對(duì)于tcp和udp協(xié)議的插口，調(diào)用connect有什么區(qū)別聯(lián)系？
   共同點(diǎn)是設(shè)定插口的外部地址(插口的地址存儲(chǔ)在相關(guān)的協(xié)議控制塊中)，不同點(diǎn)如下
   1）tcp：與遠(yuǎn)端系統(tǒng)進(jìn)行3次握手交互，如果插口是非阻塞的且連接正在進(jìn)行中，那么返回EINPROGRESS，下次再調(diào)用則返回EALREADY；如果連接成功，無(wú)論是否阻塞，那么下次再調(diào)用會(huì)返回EISCONN；如果連接失敗，那么下次再調(diào)用，則重新開(kāi)始三次握手。
   2）udp：沒(méi)有3次握手交互，直接設(shè)定外部地址，無(wú)論插口是否阻塞，調(diào)用會(huì)立即返回，多次調(diào)用則會(huì)替換老的外部地址。發(fā)送數(shù)據(jù)必須使用write或目的地址為空的sendto，若sendto目的地址非空，則返回EISCONN。如果沒(méi)有事先調(diào)用connect，那么調(diào)用目的地址為空的sendto則會(huì)返回ENOTCONN。
4. 什么情況下調(diào)用close會(huì)阻塞？
   連接已建立且設(shè)置了SO_LINGER選項(xiàng)并延時(shí)值非零的阻塞插口。
5. 插口IO有哪些系統(tǒng)調(diào)用？
   發(fā)送有write、writev、sendto和sendmsg，接收有read、readv、recvfrom和recvmsg。注意，send和recv是庫(kù)函數(shù)而非系統(tǒng)調(diào)用，前者調(diào)用sendto實(shí)現(xiàn)，后者調(diào)用recvfrom實(shí)現(xiàn)。
6. write、writev、read、readv與sendto、sendmsg、recvfrom、recvmsg有什么不同？
   1）前面4個(gè)適合于任何描述符，而后面4個(gè)只能用于插口。
   2）前面4個(gè)不支持標(biāo)志，而后面4個(gè)支持。
   3）前面前2個(gè)不支持目的地址、后2個(gè)不支持源地址，而后面前2個(gè)支持目的地址、后2個(gè)支持源地址。
   4）前面4個(gè)不支持控制信息，而后面第2個(gè)和第4個(gè)支持。
7. 如何斷開(kāi)已連接的udp插口，允許調(diào)用sendto向其它主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)？
    由于系統(tǒng)并沒(méi)有提供形如disconnect的斷連API，但connect內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是先斷連，再調(diào)用對(duì)應(yīng)協(xié)議的PRU_CONNECT請(qǐng)求處理，因此向connect傳遞無(wú)效的外部地址結(jié)構(gòu)(如IP=0.0.0.0，Port=0)，雖然這樣會(huì)導(dǎo)致結(jié)果失敗，但先前的斷連成功，對(duì)應(yīng)pcb的外部地址被設(shè)為INADDR_ANY，所以調(diào)用sendto就不會(huì)返回EISCONN。

【Raw IP】
1. 怎么使用原始IP，它有哪些用途及應(yīng)用？
   創(chuàng)建SOCK_RAW類(lèi)型的原始插口，就能使用原始IP機(jī)制，它有下列用途：
   1）發(fā)送和接收ICMP和IGMP報(bào)文，如ping程序和多播路由守護(hù)程序。
   2）構(gòu)造自己的IP首部，如路由跟蹤程序。
   3）設(shè)計(jì)基于IP的新的傳輸層協(xié)議，如gated程序。
2. 協(xié)議值為PROTOCOL_RAW(255)的原始插口能收到什么類(lèi)型的IP數(shù)據(jù)報(bào)？
   由于255是非零的保留值，這樣的IP數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中不會(huì)存在，原始IP輸入處理協(xié)議比較測(cè)試失敗，因此收不到任何類(lèi)型的IP數(shù)據(jù)報(bào)。
3. 協(xié)議值為0的原始插口能收到什么類(lèi)型的IP數(shù)據(jù)報(bào)？
   由于協(xié)議值為0，原始IP輸入處理忽略了協(xié)議比較測(cè)試，因此能收到任何類(lèi)型的IP數(shù)據(jù)報(bào)。
4. 如何處理收到的IP數(shù)據(jù)報(bào)？
   遍歷Internet PCB表，依次從協(xié)議值、本地地址和外部地址三項(xiàng)來(lái)比較IP數(shù)據(jù)報(bào)和每個(gè)PCB，將IP數(shù)據(jù)報(bào)復(fù)制追加到所有匹配的PCB對(duì)應(yīng)的插口緩存中，并喚醒等待的進(jìn)程。
5. 如何發(fā)送數(shù)據(jù)？
   先填充IP首部，如果未設(shè)置IP_HDRINCL選項(xiàng)，那么由內(nèi)核填充，否則由應(yīng)用程序在發(fā)送前填充，再交給IP協(xié)議輸出處理。
6. 內(nèi)核何時(shí)會(huì)調(diào)用原始輸入？
   當(dāng)收到的協(xié)議類(lèi)型為除IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_ICMP和IPPROTO_IGMP外的IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)調(diào)用。

【Unix domain】
1. 使用unix域的原因有哪些？
   1）當(dāng)通信雙方在同一主機(jī)上時(shí)，使用unix域插口的速度比tcp和udp插口要快很多。
   2）支持同一主機(jī)進(jìn)程間傳遞描述符。
2. unix域和internet域有什么不同？
   1）編址結(jié)構(gòu)不同：前者是sockaddr_un，與文件系統(tǒng)路徑名關(guān)聯(lián)，而后者是sockaddr_in，與IP地址和端口關(guān)聯(lián)。
   2）協(xié)議控制塊不同：前者是unpcb，沒(méi)有全局的pcb鏈表，而后者是inpcb，有全局的pcb雙向循環(huán)鏈表。
3. 如果一個(gè)unix域服務(wù)器在bind后unlink了被綁定的路徑名，會(huì)發(fā)生什么情況？