详解Mysql通讯协议

1.Mysql的连接方式

要了解Mysql的通讯协议，首先需要知道是以哪种连接方式去连接Mysql服务器的；Mysql的主要连接方式包括：Unix套接字，内存共享，命名管道，TCP/IP套接字等。

1.1Unix套接字

在Linux和Unix环境下，可以使用Unix套接字进行Mysql服务器的连接；Unix套接字其实不是一个网络协议，只能在客户端和Mysql服务器在同一台电脑上才可以使用，使用方式也很简单：

以上命令查询Unix套接字文件的位置；

1.2命名管道和内存共享

在window系统中客户端和Mysql服务器在同一台电脑上，可以使用命名管道和共享内存的方式，

命名管道开启：–shared-memory=on/off；

共享内存开启：–enable-named-pipe=on/off;

1.3TCP/IP套接字

在任何系统下都可以使用的方式，也是使用最多的连接方式，本文要介绍的通讯协议也是基于此连接方式的，下面通过tcpdump对TCP/IP套接字有一个初步的了解：

服务器端：

服务器端监听3306端口(也就是Mysql的端口)；

客户端：

客户端连接服务器，然后断开连接，这时候观察服务器的监听结果日志：

[S]:SYN发起连接标志,[P]:PUSH传送数据标志,[F]:FIN关闭连接标志,[.]:表示确认包;

可以大致看出流程：建立tcp连接，客户端和Mysql服务器建立连接通讯，关闭tcp连接；

[S][S.][.]这几个数据包表示tcp连接的三次握手；

[F.][F.][.]这几个数据包表示tcp连接的四次挥手；

中间的多个[P.][.]其实就是客户端和Mysql服务器建立连接发送的协议数据包。

2.协议分析

Mysql协议被用在Mysql Clients和Mysql Server通讯的时候，具体有以下几个场景：客户端和服务器进行连接，Mysql代理以及主从备份；

MySQL客户端与服务器的交互主要分为两个阶段：Connection Phase（连接阶段或者叫认证阶段）和Command Phase（命令阶段）；

结合tcpdump的输出，客户端和服务器端通讯的整个流程大致如下：

2.1基本类型

在整个协议中的基本类型：整数型和字符串型；

2.1.1整数型

分为两种类型Fixed-Length Integer Types和Length-Encoded Integer Type；

Fixed-Length Integer Types：

一个固定长度的无符号整数将其值存储在一系列字节中，具体固定字节数可以是：1，2，3，4，6，8；

Length-Encoded Integer Type：

存储需要的字节数取决于数值的大小，具体可参照如下：

1个字节：0<=X<251；

2个字节：251<=X<2^16；

3个字节：2^16<=X<2^24；

9个字节：2^24<=X<2^64；

2.1.2字符串型

分为5种类型包括，FixedLengthString，NullTerminatedString，VariableLengthString，LengthEncodedString和RestOfPacketString；

FixedLengthString：固定长度的字符串具有已知的硬编码长度，一个例子是ERR_Packet的SQL状态，它总是5个字节长；
NullTerminatedString：以遇到Null(字节为00)结束的字符串；

VariableLengthString：可变字符串，字符串的长度由另一个字段决定或在运行时计算，比如int+value，int为长度，value为指定长度的字节数；

LengthEncodedString：以描述字符串长度的长度编码的整数作为前缀的字符串，是VariableLengthString指定的int+value方式；

RestOfPacketString：如果一个字符串是数据包的最后一个组件，它的长度可以从整个数据包长度减去当前位置来计算；

2.2基本数据包

如果MySQL客户端或服务器想要发送数据，则：

每个数据包大小不能超过2^24字节(16MB);

在每个数据块前面加上一个数据包头；

包格式如下：

例如：

01 00 00对应int表示具体数据内容的长度为1个字节；

00对应int表示sequence_id；

01对应string前面指定的数据内容为1个字节。

2.3报文类型

可以分成三个大类：登录认证报文，客户端请求报文以及服务器端返回报，基于mysql5.1.73(mysql4.1以后的版本)

2.3.1登录认证报文

主要在交互的认证阶段，由上文中可以知道一共分为三个阶段：Handshake Packet，authentication response以及结果包，这里主要分析前两个包；

2.3.1.1 Handshake Packet

使用tcpdump进行监听，输出十六进制日志如下：

包的总长度是56，减去int<3>+int<1>4字节=52字节，对应的十六进制就是34；int<3>十六进制为3400 00表示包内容长度，int<1>十六进制为00表示sequence_id；后续的内容就是包体内容共52字节，0a对应的十进制是10，所有协议号版本是10；后续的数据库版本信息遇到00结束，35 2e31 2e37 33对应的5.1.73，正是当前使用的数据库版本；4024 0000对应十进制是6436；08表示数据库的编码；0200表示服务器状态；后续的13对00为预留字节；最后的13个字节是挑战随机数和填充值。

2.3.1.2 Authentication Packet

使用tcpdump进行监听，输出十六进制日志如下：

包的总长度是62，减去int<3>+int<1>4字节=58字节，对应的十六进制就是3a；int<3>十六进制为3a00 00表示包内容长度；int<1>十六进制为01表示sequence_id；726f 6f74 00是用户名解码后是root；后面是加密后的密码类型是

LengthEncodedString，14对应的十进制是20，后面20个字节就是加密后的密码；可选的数据库名称不存在。

2.4客户端请求报文

命令列表：

比如：use test;使用tcpdump进行监听，输出十六进制日志如下：

包的总长度是9，减去int<3>+int<1>4字节=5字节，对应的十六进制就是05；int<3>十六进制为0500 00表示包内容长度；int<1>十六进制为00表示sequence_id；02对应COM_INIT_DB，后面是test的二进制编码；

2.5服务器响应报文

对于客户端发送给服务器的大多数命令，服务器返回其中一个响应的数据包：OK_Packet，ERR_Packet和EOF_Packet，Result Set；

2.5.1OK_Packet

表示成功完成一个命令，具体格式如下：

use test;服务器返回的包，使用tcpdump进行监听，输出十六进制日志如下：

包的总长度是11，减去int<3>+int<1>4字节=7字节，对应的十六进制就是07；int<3>十六进制为0700 00表示包内容长度；int<1>十六进制为01表示sequence_id；00表示包头；00表示受影响行数；00表示最后插入的索引ID；0200表示服务器状态；

2.5.2ERR_Packet

表示发生了错误，具体格式如下：

2.5.3EOF_Packet

以标记查询执行结果的结束：

2.5.4Result Set

当客户端发送查询请求后，在没有错误的情况下，服务器会返回结果集（Result Set）给客户端，一共有5个部分：

2.5.4.1Result Set Header

2.5.4.2Field

2.5.4.3EOF

参考2.5.3EOF_Packet

2.5.4.4Row Data

实例分析，表信息如下：

select * from btest;服务器返回的数据如下：

服务器返回的包，使用tcpdump进行监听，输出十六进制日志如下：

0328 0000 02对应的是Result Set Header，03表示3个字段；03 6465 66对应的是目录名称的默认值def，03表示后面的字节数为3；04 7465 7374

对应的是数据库名称test；0562 7465 7374对应的是数据表名称btest；0562 7465 7374对应的是数据表原始名称btest；0269 64对应字段名称id；02 6964对应列（字段）原始名称id；0c3f 00对应的是填充值和字符编码；14 0000 00对应的十进制是20表示列（字段）长度；08 0342 00分别表示列（字段）类型，标识，整型值精度；00002个字节为填充值；00为默认值表示空的；

后续的age和name字段同上，不在重复；

0131类型LengthEncodedString对应的字符1就是id的值；0231 30类型LengthEncodedString对应的字符10就是age的值；07 7a68 616f 6875 69类型LengthEncodedString对应的字符zhaohui就是name的值；

以上就是我们给大家整理的关于MYSQL通讯协议相关的全部内容，大家在学习的时候如果还有任何不明白的地方可以留言给我们，感谢你对服务器之家的支持。

原文链接：https://my.oschina.net/OutOfMemory/blog/1595684