一台主机的最大TCP连接数是多少？

在没接触过这个问题之前，自然会想到服务器端连接数是由服务器端口号限制的。但这其实是一个很严重的误解，要解决这个问题，必须理解socket的连接过程。

以python为例，tcp服务端socket需要经过如下的初始化步骤：

import socket

# 建立socket对象
s = socket.socket()
# 初始化地址，注意这里用的是一个元组
addr = ("127.0.0.1", 43211)
# 绑定
s.bind(addr)
# 监听
s.listen(5)

这时服务端的socket就准备好了，进到下一步等待connect的阶段：accept。看一下accept的说明：

Accept a connection. The socket must be bound to an address and listening for connections. The return value is a pair (conn, address) where conn is a new socket object usable to send and receive data on the connection, and address is the address bound to the socket on the other end of the connection.

accept会返回一个元组，包含一个新的socket对象和客户端的地址。这个新的对象用于发送或接收数据。

就是说，对于TCP服务端来说，返回的新的socket对象，和最开始用于listen的socket对象是不一样的。也就是说，最开始绑定了端口和主机的socket对象是专门用于接收连接请求的。

我们实际使用一下这个函数：

# 客户端运行
import socket

s = socket.socket()
s.connect(("127.0.0.1", 43211))

# 服务端
s.accept()
# (<socket.socket fd=568, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 43211), raddr=('127.0.0.1', 2588)>, ('127.0.0.1', 2588))

再来一遍

# 客户端运行
import socket

s = socket.socket()
s.connect(("127.0.0.1", 43211))

# 服务端
s.accept()
# (<socket.socket fd=468, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 43211), raddr=('127.0.0.1', 2823)>, ('127.0.0.1', 2823))

可以看到，每次返回的socket的包含了协议，服务端地址+端口号和客户端地址+端口号。这个五元组唯一标识了这个连接，也就是说限制单机TCP最大连接数的因素，从理论上来说是ip地址范围*端口范围，连接数最多是2^32*2^16=2^48。但实际情况中这个和设备的内存，一条tcp连接占用的内存有关，端口号的范围65535并不是单机服务器处理的连接数上限。