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：
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root@root ~]# mysql -uroot -prootmysql> show variables like 'socket';+---------------+---------------------------+| Variable_name | Value |+---------------+---------------------------+| socket | /var/lib/mysql/mysql.sock |+---------------+---------------------------+1 row in set (0.00 sec) |
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：
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[root@root ~]# tcpdump port 3306tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decodelistening on venet0, link-type LINUX_SLL (Linux cooked), capture size 65535 bytes |
服务器端监听3306端口(也就是Mysql的端口)；
客户端：
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C:\Users\hui.zhao>mysql -h64.xxx.xxx.xxx -uroot -prootmysql> exitBye |
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：
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[root@root ~]# tcpdump port 3306tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decodelistening on venet0, link-type LINUX_SLL (Linux cooked), capture size 65535 bytes02:06:25.442472 IP 153.3.251.202.33876 > root.mysql: Flags [S], seq 27289263, win 8192, options [mss 1460,nop,wscale 8,nop,nop,sackOK], length 002:06:25.442763 IP root.mysql > 153.3.251.202.33876: Flags [S.], seq 2014324548, ack 27289264, win 14600, options [mss 1460,nop,nop,sackOK,nop,wscale 7], length 002:06:25.617449 IP 153.3.251.202.33876 > root.mysql: Flags [.], ack 1, win 256, length 002:06:29.812946 IP root.mysql > 153.3.251.202.33876: Flags [P.], seq 1:57, ack 1, win 115, length 5602:06:29.992362 IP 153.3.251.202.33876 > root.mysql: Flags [P.], seq 1:63, ack 57, win 256, length 6202:06:29.992411 IP root.mysql > 153.3.251.202.33876: Flags [.], ack 63, win 115, length 002:06:29.992474 IP root.mysql > 153.3.251.202.33876: Flags [P.], seq 57:68, ack 63, win 115, length 1102:06:30.166992 IP 153.3.251.202.33876 > root.mysql: Flags [P.], seq 63:100, ack 68, win 256, length 3702:06:30.167109 IP root.mysql > 153.3.251.202.33876: Flags [P.], seq 68:158, ack 100, win 115, length 9002:06:30.536298 IP 153.3.251.202.33876 > root.mysql: Flags [.], ack 158, win 256, length 002:06:34.568611 IP 153.3.251.202.33876 > root.mysql: Flags [P.], seq 100:105, ack 158, win 256, length 502:06:34.568620 IP 153.3.251.202.33876 > root.mysql: Flags [F.], seq 105, ack 158, win 256, length 002:06:34.568751 IP root.mysql > 153.3.251.202.33876: Flags [F.], seq 158, ack 106, win 115, length 002:06:34.743815 IP 153.3.251.202.33876 > root.mysql: Flags [.], ack 159, win 256, length 0 |
[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：
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1.建立tcp连接三次握手；2.与Mysql服务器建立连接，即Connection Phase（连接阶段或者叫认证阶段）； s->c:发送握手初始化包（a Initial Handshake Packet） c->s:发送验证包(authentication response) s->c:服务器发送认证结果包3.认证通过之后，服务器端接受客户端的命令包，发送相应的响应包，即Command Phase（命令阶段）；4.断开连接请求exit命令；5.四次挥手tcp断开连接； |
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：
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int<3>：具体包内容的长度；除去int<3>+int<1>=4字节长度；int<1>：sequence_id随每个数据包递增，并可能环绕。 它从0开始，在命令阶段开始一个新的命令时重置为0；string<var>：具体数据内容，也是int<3>指定的长度； |
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
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1字节：协议版本号NullTerminatedString：数据库版本信息4字节：连接MySQL Server启动的线程ID8字节：挑战随机数，用于数据库认证1字节：填充值(0x00)2字节：用于与客户端协商通讯方式1字节：数据库的编码2字节：服务器状态13字节：预留字节12字节：挑战随机数，用于数据库认证1字节：填充值(0x00) |
使用tcpdump进行监听，输出十六进制日志如下：
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[root@root ~]# tcpdump port 3306 -X......03:20:34.299521 IP root.mysql > 153.3.251.202.44658: Flags [P.], seq 1:57, ack 1, win 115, length 56 0x0000: 4508 0060 09f1 4000 4006 c666 43da 9190 E..`..@.@..fC... 0x0010: 9903 fbca 0cea ae72 bb4e 25ba 21e7 27e3 .......r.N%.!.'. 0x0020: 5018 0073 b1e0 0000 3400 0000 0a35 2e31 P..s....4....5.1 0x0030: 2e37 3300 4024 0000 5157 4222 252f 5f6f .73.@$..QWB"%/_o 0x0040: 00ff f708 0200 0000 0000 0000 0000 0000 ................ 0x0050: 0000 0032 4a5d 7553 7e45 784f 627e 7400 ...2J]uS~ExOb~t. |
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
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4字节：用于与客户端协商通讯方式4字节：客户端发送请求报文时所支持的最大消息长度值1字节：标识通讯过程中使用的字符编码23字节：保留字节NullTerminatedString：用户名LengthEncodedString：加密后的密码NullTerminatedString：数据库名称（可选） |
使用tcpdump进行监听，输出十六进制日志如下：
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03:20:34.587416 IP 153.3.251.202.44658 > root.mysql: Flags [P.], seq 1:63, ack 57, win 256, length 62 0x0000: 4500 0066 29ee 4000 7006 766b 9903 fbca E..f).@.p.vk.... 0x0010: 43da 9190 ae72 0cea 21e7 27e3 bb4e 25f2 C....r..!.'..N%. 0x0020: 5018 0100 d8d2 0000 3a00 0001 85a6 0f00 P.......:....... 0x0030: 0000 0001 2100 0000 0000 0000 0000 0000 ....!........... 0x0040: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 726f 6f74 ............root 0x0050: 0014 ff58 4bd2 7946 91a0 a233 f2c1 28af ...XK.yF...3..(. 0x0060: d578 0762 c2e8 .x.b.. |
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
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int<1>：执行的命令，比如切换数据库string<var>：命令相应的参数 |
命令列表：
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0x00 COM_SLEEP （内部线程状态)0x01 COM_QUIT 关闭连接0x02 COM_INIT_DB 切换数据库0x03 COM_QUERY SQL查询请求0x04 COM_FIELD_LIST 获取数据表字段信息0x05 COM_CREATE_DB 创建数据库0x06 COM_DROP_DB 删除数据库0x07 COM_REFRESH 清除缓存0x08 COM_SHUTDOWN 停止服务器0x09 COM_STATISTICS 获取服务器统计信息0x0A COM_PROCESS_INFO 获取当前连接的列表0x0B COM_CONNECT （内部线程状态)0x0C COM_PROCESS_KILL 中断某个连接0x0D COM_DEBUG 保存服务器调试信息0x0E COM_PING 测试连通性0x0F COM_TIME （内部线程状态）0x10 COM_DELAYED_INSERT （内部线程状态）0x11 COM_CHANGE_USER 重新登陆（不断连接）0x12 COM_BINLOG_DUMP 获取二进制日志信息0x13 COM_TABLE_DUMP 获取数据表结构信息0x14 COM_CONNECT_OUT （内部线程状态)0x15 COM_REGISTER_SLAVE 从服务器向主服务器进行注册0x16 COM_STMT_PREPARE 预处理SQL语句0x17 COM_STMT_EXECUTE 执行预处理语句0x18 COM_STMT_SEND_LONG_DATA 发送BLOB类型的数据0x19 COM_STMT_CLOSE 销毁预处理语句0x1A COM_STMT_RESET 清除预处理语句参数缓存0x1B COM_SET_OPTION 设置语句选项0x1C COM_STMT_FETCH 获取预处理语句的执行结果 |
比如：use test;使用tcpdump进行监听，输出十六进制日志如下：
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22:04:29.379165 IP 153.3.251.202.33826 > root.mysql: Flags [P.], seq 122:131, ack 222, win 64019, length 9 0x0000: 4500 0031 3f19 4000 7006 6175 9903 fbca E..1?.@.p.au.... 0x0010: 43da 9190 8422 0cea 42e2 524b 7e18 25c1 C...."..B.RK~.%. 0x0020: 5018 fa13 a07b 0000 0500 0000 0274 6573 P....{.......tes 0x0030: 74 |
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：
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int<1>：0x00或0xFEOK包头int<lenenc>：受影响行数int<lenenc>：最后插入的索引IDint<2>：服务器状态int<2>：告警计数 注：MySQL 4.1 及之后的版本才有string<lenenc>：服务器消息(可选) |
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：
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22:04:29.379308 IP root.mysql > 153.3.251.202.33826: Flags [P.], seq 222:233, ack 131, win 14600, length 11 0x0000: 4508 0033 4a0a 4000 4006 867a 43da 9190 E..3J.@.@..zC... 0x0010: 9903 fbca 0cea 8422 7e18 25c1 42e2 5254 ......."~.%.B.RT 0x0020: 5018 3908 3b61 0000 0700 0001 0000 0002 P.9.;a.......... 0x0030: 0000 00 |
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：
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int<1>：0xFF ERR包头int<2>：错误码string[1]：Sql状态标识 注：MySQL 4.1 及之后的版本才有string[5]：Sql状态 注：MySQL 4.1 及之后的版本才有string<EOF>：错误消息 |
2.5.3EOF_Packet
以标记查询执行结果的结束：
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int<1>：EOF值（0xFE）int<2>：告警计数 注：MySQL 4.1 及之后的版本才有int<2>：状态标志位 注：MySQL 4.1 及之后的版本才有 |
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：
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Result Set Header 返回数据的列数量Field 返回数据的列信息（多个）EOF 列结束Row Data 行数据（多个）EOF 数据结束 |
2.5.4.1Result Set Header
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Length-Encoded Integer Field结构的数量Length-Encoded Integer 额外信息 |
2.5.4.2Field
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LengthEncodedString 目录名称LengthEncodedString 数据库名称LengthEncodedString 数据表名称LengthEncodedString 数据表原始名称LengthEncodedString 列（字段）名称LengthEncodedString 列（字段）原始名称int<1> 填充值int<2> 字符编码int<4> 列（字段）长度int<1> 列（字段）类型int<2> 列（字段）标志int<1> 整型值精度int<2> 填充值（0x00）LengthEncodedString 默认值 |
2.5.4.3EOF
参考2.5.3EOF_Packet
2.5.4.4Row Data
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LengthEncodedString 字段值...... 多个字段值 |
实例分析，表信息如下：
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CREATE TABLE `btest` ( `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `age` int(11) DEFAULT NULL, `name` varchar(255) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1000 DEFAULT CHARSET=utf8 |
select * from btest;服务器返回的数据如下：
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mysql> select * from btest;+----+------+---------+| id | age | name |+----+------+---------+| 1 | 10 | zhaohui || 2 | 11 | zhaohui |+----+------+---------+ |
服务器返回的包，使用tcpdump进行监听，输出十六进制日志如下：
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01:54:21.522660 IP root.mysql > 153.3.251.202.58587: Flags [P.], seq 1:196, ack 24, win 115, length 195 0x0000: 4508 00eb 8839 4000 4006 4793 43da 9190 E....9@.@.G.C... 0x0010: 9903 fbca 0cea e4db 9dd8 0216 eda6 f730 ...............0 0x0020: 5018 0073 ca34 0000 0100 0001 0328 0000 P..s.4.......(.. 0x0030: 0203 6465 6604 7465 7374 0562 7465 7374 ..def.test.btest 0x0040: 0562 7465 7374 0269 6402 6964 0c3f 0014 .btest.id.id.?.. 0x0050: 0000 0008 0342 0000 002a 0000 0303 6465 .....B...*....de 0x0060: 6604 7465 7374 0562 7465 7374 0562 7465 f.test.btest.bte 0x0070: 7374 0361 6765 0361 6765 0c3f 000b 0000 st.age.age.?.... 0x0080: 0003 0000 0000 002c 0000 0403 6465 6604 .......,....def. 0x0090: 7465 7374 0562 7465 7374 0562 7465 7374 test.btest.btest 0x00a0: 046e 616d 6504 6e61 6d65 0c21 00fd 0200 .name.name.!.... 0x00b0: 00fd 0000 0000 0005 0000 05fe 0000 2200 ..............". 0x00c0: 0d00 0006 0131 0231 3007 7a68 616f 6875 .....1.10.zhaohu 0x00d0: 690d 0000 0701 3202 3131 077a 6861 6f68 i.....2.11.zhaoh 0x00e0: 7569 0500 0008 fe00 0022 00 ui.......". |
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
