socket地址和端口重用（造成bind出错）

最新推荐文章于 2023-10-20 18:04:53 发布

hbhhww

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文章标签： socket struct 测试 stream unix null

本文深入探讨了SO_REUSEADDR在Linux网络编程中的四种应用场景，并提供了具体的测试代码实例。其中包括解决TIME_WAIT状态下的地址复用、多实例服务器绑定相同端口、单进程绑定不同IP地址的相同端口以及UDP多播场景。每种情况都配有详细解释和代码示例，旨在帮助开发者更好地理解和应用这一特性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

其实这个问题在 Richard Stevens 的《 Unix 网络编程指南》卷一里有很详细的
解答 ( 中文版 P166-168 页 ) 。这里我只是写几个基本的例子来验证这个问题。
     首先声明一个问题：当两个 socket 的 address 和 port 相冲突，而你又想重用地
址和端口，则旧的 socket 和新的 socket 都要已经被设置了 SO_REUSEADDR 特性，只
有两者之一有这个特性还是有问题的。
    SO_REUSEADDR 可以用在以下四种情况下。
    ( 摘自《 Unix 网络编程》卷一，即 UNPv1)
    1 、当有一个有相同本地地址和端口的 socket1 处于 TIME_WAIT 状态时，而你启
动的程序的 socket2 要占用该地址和端口，你的程序就要用到该选项。
    2 、 SO_REUSEADDR 允许同一 port 上启动同一服务器的多个实例 ( 多个进程 ) 。但
每个实例绑定的 IP 地址是不能相同的。在有多块网卡或用 IP Alias 技术的机器可
以测试这种情况。
    3 、 SO_REUSEADDR 允许单个进程绑定相同的端口到多个 socket 上，但每个 soc
ket 绑定的 ip 地址不同。这和 2 很相似，区别请看 UNPv1 。
    4 、 SO_REUSEADDR 允许完全相同的地址和端口的重复绑定。但这只用于 UDP 的
多播，不用于 TCP 。

例子 1: 测试上面第一种情况。

#include <netinet/ in .h>
#include <sys/socket.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include < string .h>

#define MAXLINE 100

int main( int argc, char ** argv)
{
    int listenfd,connfd;
    struct sockaddr_in servaddr;
    char buff[MAXLINE+1];
   time_t ticks;
   unsigned short port;
    int flag=1,len= sizeof ( int );

   port=10013;
    if ( (listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)
   {
     perror("socket");
     exit(1);
   }
   bzero(&servaddr, sizeof (servaddr));
   servaddr.sin_family=AF_INET;
   servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
   servaddr.sin_port=htons(port);
    if ( setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -
1)
   {
      perror("setsockopt");
      exit(1);
   }
    if ( bind(listenfd,( struct sockaddr*)&servaddr, sizeof (servaddr)) ==
-1)
   {
      perror("bind");
      exit(1);
   }
    else
      printf("bind call OK!/n");
    if ( listen(listenfd,5) == -1)
   {
      perror("listen");
      exit(1);
   }
    for (;;)
   {
       if ( (connfd=accept(listenfd,( struct sockaddr*)NULL,NULL)) == -1)

      {
          perror("accept");
          exit(1);
      }
       if ( fork() == 0) /*child process*/
      {
        close(listenfd); /* 这句不能少，原因请大家想想就知道了。 */
        ticks=time(NULL);
        snprintf(buff,100,"%.24s/r/n",ctime(&ticks));
        write(connfd,buff,strlen(buff));
        close(connfd);
        sleep(1);
        execlp("f1-9d",NULL);
        perror("execlp");
        exit(1);
     }
     close(connfd);
     exit(0); /* end parent*/
  }
}

测试：编译为 f1-9d 程序，放到一个自己 PATH 环境变量里的某个路径里，例如 $HO
ME/bin ，运行 f1-9d ，然后 telnet localhost 10013 看结果。

2 、第二种情况我没有环境测，所以就不给测试程序了，大家有条件的可以自己写
一个来测试一下。

3 、测试第三种情况的程序

#include <netinet/ in .h>
#include <sys/socket.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include < string .h>

#define MAXLINE 100

int main( int argc, char ** argv)
{
    int fd1,fd2;
    struct sockaddr_in servaddr1,servaddr2;
    char buff[MAXLINE+1];
   time_t ticks;
   unsigned short port;
    int flag=1,len= sizeof ( int );

   port=10013;
    if ( (fd1=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)
   {
       perror("socket");
       exit(1);
   }
    if ( (fd2=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)
   {
       perror("socket");
       exit(1);
   }
   bzero(&servaddr1, sizeof (servaddr1));
   bzero(&servaddr2, sizeof (servaddr2));
   servaddr1.sin_family=AF_INET;
   servaddr2.sin_family=AF_INET;

    if ( inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr1.sin_addr) <= 0)
{
printf("inet_pton() call error:127.0.0.1/n");
exit(1);
}
if ( inet_pton(AF_INET, "128.160.1.230", &servaddr2.sin_addr) <= 0)

{
printf("inet_pton() call error:128.160.1.230/n");
exit(1);
}
servaddr1.sin_port=htons(port);
servaddr2.sin_port=htons(port);
if ( setsockopt(fd1, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -1)
{
perror("setsockopt");
exit(1);
}
if ( setsockopt(fd2, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -1)
{
perror("setsockopt");
exit(1);
}
if ( bind(fd1,( struct sockaddr*)&servaddr1, sizeof (servaddr1)) == -1)

{
perror("bind fd1");
exit(1);
}
if ( bind(fd2,( struct sockaddr*)&servaddr2, sizeof (servaddr2)) == -1)

{
perror("bind fd2");
exit(1);
}
printf("bind fd1 and fd2 OK!/n");
/*put other process here*/
getchar();
exit(0); /* end */
}

4 、由于第四种情况只用于 UDP 的多播，和 TCP 的使用没多大关系，所以就不写测试
例子了。自己有兴趣的可以写。

以上的程序都是在 Linux 下编译通过的。也可以在其他 unix 平台运行。

参考资料：
1 、《 Unix 网络编程》卷一 R. Stevens
2 、《 Socket programming FAQ 》 http://www.ibrado.com/sock-faq/