socket端口复用问题一二

实际上，默认的情况下，如果一个网络应用程序的一个套接字 绑定了一个端口( 占用了 8000 )，这时候，别的套接字就无法使用这个端口( 8000 ), 验证例子如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd_one;
int err_log;
sockfd_one = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //创建UDP套接字one
if(sockfd_one < 0)
{
perror("sockfd_one");
exit(-1);
}

// 设置本地网络信息
struct sockaddr_in my_addr;
bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));
my_addr.sin_family = AF_INET;
my_addr.sin_port = htons(8000); // 端口为8000
my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

// 绑定，端口为8000
err_log = bind(sockfd_one, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));
if(err_log != 0)
{
perror("bind sockfd_one");
close(sockfd_one);
exit(-1);
}

int sockfd_two;
sockfd_two = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //创建UDP套接字two
if(sockfd_two < 0)
{
perror("sockfd_two");
exit(-1);
}

// 新套接字sockfd_two，继续绑定8000端口，绑定失败
// 因为8000端口已被占用，默认情况下，端口没有释放，无法绑定
err_log = bind(sockfd_two, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));
if(err_log != 0)
{
perror("bind sockfd_two");
close(sockfd_two);
exit(-1);
}

close(sockfd_one);
close(sockfd_two);

return 0;
}

程序编译运行后结果如下：

那如何让sockfd_one, sockfd_two两个套接字都能成功绑定8000端口呢？这时候就需要要到端口复用了。端口复用允许在一个应用程序可以把 n 个套接字绑在一个端口上而不出错。

设置socket的SO_REUSEADDR选项，即可实现端口复用：

int opt = 1;
// sockfd为需要端口复用的套接字
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const void *)&opt, sizeof(opt));

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socket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。

需要注意的是，设置端口复用函数要在绑定之前调用，而且只要绑定到同一个端口的所有套接字都得设置复用：

// sockfd_one, sockfd_two都要设置端口复用
// 在sockfd_one绑定bind之前，设置其端口复用
int opt = 1;
setsockopt( sockfd_one, SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR, (const void *)&opt, sizeof(opt) );
err_log = bind(sockfd_one, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));

// 在sockfd_two绑定bind之前，设置其端口复用
opt = 1;
setsockopt( sockfd_two, SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,(const void *)&opt, sizeof(opt) );
err_log = bind(sockfd_two, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));