socket.accept后,会产生新端口吗?

本文探讨了在TCP连接中,客户端与服务器如何通过四元组唯一确定连接,解释了为何服务端不需要为每次连接分配新端口,以及客户端如何通过不同端口区分多个连接。同时,介绍了文件句柄对并发连接数的影响。

概述


前段时间,组内的一个小伙伴问了俺一个问题:

调用socket.accept方法,建立连接后,服务器端会为其创建一个新端口吗?

客户端与服务端成功建立连接后,客户端这边肯定是需要开启一个新的端口的,而服务端其实只需要一个监听端口就行,不用每个新连接一来,就创建一个新的端口。

在这里插入图片描述
如上图,客户端跟服务端,建立了两个连接,连接1和连接2,端口分别是59989和59990,而服务端的监听端口是8080。因此这里就有个疑问:

客户端端口为59989发出的数据,到达服务端的8080端口后,为啥一定是连接1对应的服务端socket来处理呢?能是连接2的吗?

由于四元组可以唯一确定一个TCP连接,如下:

{源IP,源端口,目标IP,目标端口}

因此就算目标IP和目标端口是一样的,仍然可以通过源IP和源端口区分一个TCP连接,因此是不会乱的。

另外,四元组中之所以需要源端口,是因为同一个客户端机器,假设有两个进程与服务端创建连接,那么源IP,目标IP,目标端口 这三个是一样的,无法唯一区分一个TCP连接,因此需要加多一个源端口


查看单进程能打开的文件句柄数


这个要看服务器是怎么配置的,可以使用如下命令查看单进程能打开的文件句柄数:

ulimit -n

像腾讯云的机器,好多配置都是10w以上的。一个TCP连接会占用一个文件句柄,文件句柄数越大,也就是表示进程能支持的并发连接数就越大。


端口限制


无论是客户端服务器还是服务端服务器,最多只有65535个。


TCP并发连接数


对于客户端服务器而言,如果单进程的文件句柄数大于等于64512的话,那么最多能有64512(其中1024个用户程序是不能用的)个并发连接与服务器打交道。而对于服务端服务器而言,由于使用监听端口的方式,系统底层就能处理连接了,如果文件句柄数是无限制的,那么并发连接数是无限制的。

### Python `socket` 模块中的 `accept()` 和 `recv()` 方法 #### 接受连接请求:`accept()` 服务器端通过调用 `listen()` 函数设置最大挂起连接数之后,可以使用 `accept()` 来接收客户端发起的连接。此函数会阻塞并等待的连接到来,在接收到连接时返回一个的套接字对象以及表示远程地址的元组。 ```python import socket server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) server_address = ('localhost', 10000) # 绑定到指定地址和端口 server_socket.bind(server_address) # 开始监听来自客户端的连接请求 server_socket.listen(5) print('Waiting for a connection...') connection, client_address = server_socket.accept() try: print(f'Connection from {client_address}') finally: # 清理连接 connection.close() ``` [^1] 这段代码展示了创建一个 TCP/IP 套接字,并绑定至本地主机上的特定端口;随后进入监听状态准备接受传入的数据流。当有客户机尝试建立联系时,则由 `accept()` 返回已连接好的子套接口实例给服务程序继续处理业务逻辑。 #### 接收数据:`recv()` 一旦建立了可靠的双向通信信道后就可以利用 `send()` 发送消息或者采用 `recv(buffer_size)` 获取对方发送过来的信息片段。其中参数 buffer_size 定义了一次读取的最大长度单位为字节(Byte),通常建议设定合理的数值以提高效率减少网络拥塞情况的发生。 ```python data = connection.recv(16) if data: print(f'received "{data.decode()}"') else: print('no more data.') ``` [^3] 上述例子中定义了一个大小为16字节缓冲区用于存储从远端机器那里取得的内容。需要注意的是实际应用里应当循环调用该 API 不断累积直至满足预期条件为止,比如遇到终止符之类的标志位来判断整个报文体已经完整到达。
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