由socket的accept说开去

今天与同窗争执一个话题：因为socket的accept函数在有客户端链接的时候产生了新的socket用于服务该客户端，那么，这个新的socket到底有没有占用一个新的端口？

    

讨论完后，才发现，本身虽然熟悉socket的编程套路，可是却并非那么清楚socket的原理，今天就趁这个机会，把有关socket编程的几个疑问给搞清楚吧。

    

先给出一个典型的TCP/IP通讯示意图。

 

 

    

问题一：socket结构体对象到底是怎样定义的？

    

咱们知道，在使用socket编程以前，须要调用socket函数建立一个socket对象，该函数返回该socket对象的描述符。

 

函数原型：int socket(int domain, int type, int protocol);

    

那么，这个socket对象到底是怎么定义的呢？它记录了哪些信息呢？只记录了本机IP及端口、仍是目的IP及端口、或者都记录了？

    

关于这个问题，你们能够在内核源码里面找，也能够参考这篇文章《struct socket 结构详解》，咱们能够看到 socket  结构体的定义以下：   

struct socket   
{   
    socket_state              state;   
    unsigned long             flags;   
    const struct proto_ops    *ops;   
    struct fasync_struct      *fasync_list;   
    struct file               *file;   
    struct sock               *sk;   
    wait_queue_head_t         wait;   
    short                     type;   
};

    

其中，struct sock 包含有一个 sock_common 结构体，而sock_common结构体又包含有struct inet_sock 结构体，而struct inet_sock 结构体的部分定义以下：

 

struct inet_sock   
{   
    struct sock     sk;   
#if defined(CONFIG_IPV6) || defined(CONFIG_IPV6_MODULE)   
    struct ipv6_pinfo   *pinet6;   
#endif   
    __u32           daddr;          //IPv4的目的地址。   
    __u32           rcv_saddr;      //IPv4的本地接收地址。   
    __u16           dport;          //目的端口。   
    __u16           num;            //本地端口（主机字节序）。  
    
    …………      
}

     

由此，咱们清楚了，socket结构体不只仅记录了本地的IP和端口号，还记录了目的IP和端口。

     

问题二：connect函数究竟作了些什么操做？

     

在TCP客户端，首先调用一个socket()函数，获得一个socket描述符socketfd，而后经过connect函数对服务器进行链接，链接成功后，就能够利用这个socketfd描述符使用send/recv函数收发数据了。

    

关于connect函数和send函数的原型以下：

 

int connect( int sockfd, const struct sockaddr* server_addr, socklen_t addrlen)  
 
int send( int sockfd, const void *msg,int len,int flags);

    

那么，如今的困惑是，为何send函数仅仅传入sockfd就能够知道服务器的ip和端口号？

    

其实，由“问题一”中的答案咱们已经很清楚了，sockfd 描述符所描述的socket对象不只包含了本地IP和端口，同时也包含了服务器的IP和端口，这样，才能使得send函数只须要传入sockfd 便可知道该把数据发向什么地方。而代码中，目的IP和端口只是在connect函数中出现过，所以，确定是connect函数在成功创建链接后，将目的IP和端口写入了sockfd 描述符所描述的socket对象中。

    

问题三： accept函数产生的socket有没有占用新的端口？

    

首先，回顾一下accept函数，原型以下：

 

/* 参数：sockfd 监听套接字，即服务器端建立的用于listen的socket描述符。  
 * 参数：addr  这是一个结果参数，它用来接受一个返回值，这返回值指定客户端的地址  
 * 参数：len 描述 addr 的长度  
 */ 
int accept(int sockfd, struct sockaddr* addr, socklen_t* len)

    

accept函数主要用于服务器端，通常位于listen函数以后，默认会阻塞进程，直到有一个客户请求链接，创建好链接后，它返回的一个新的套接字 socketfd_new ，此后，服务器端便可使用这个新的套接字socketfd_new与该客户端进行通讯，而sockfd 则继续用于监听其余客户端的链接请求。

    

至此，个人困惑产生了，这个新的套接字 socketfd_new 与监听套接字sockfd 是什么关系？它所表明的socket对象包含了哪些信息？socketfd_new 是否占用了新的端口与客户端通讯？

    

先简单分析一番，因为网站的服务器也是一种TCP服务器，使用的是80端口，并不会因客户端的链接而产生新的端口给客户端服务，该客户端依然是向服务器端的80端口发送数据，其余客户端依然向80端口申请链接。所以，能够判断，socketfd_new 并无占用新的端口与客户端通讯，依然使用的是与监听套接字socketfd_new同样的端口号。

    

那这么说，难道一个端口能够被两个socket对象绑定？当客户端发送数据过来的时候，到底是与哪个socket对象通讯呢？
 
    

我是这么理解的（欢迎拍砖）。

    

首先，一个端口确定只能绑定一个socket。我认为，服务器端的端口在bind的时候已经绑定到了监听套接字socetfd所描述的对象上，accept函数新建立的socket对象其实并无进行端口的占有，而是复制了socetfd的本地IP和端口号，而且记录了链接过来的客户端的IP和端口号。

    

那么，当客户端发送数据过来的时候，到底是与哪个socket对象通讯呢？

    

客户端发送过来的数据能够分为2种，一种是链接请求，一种是已经创建好链接后的数据传输。

    

因为TCP/IP协议栈是维护着一个接收和发送缓冲区的。在接收到来自客户端的数据包后，服务器端的TCP/IP协议栈应该会作以下处理：若是收到的是请求链接的数据包，则传给监听着链接请求端口的socetfd套接字，进行accept处理；若是是已经创建过链接后的客户端数据包，则将数据放入接收缓冲区。这样，当服务器端须要读取指定客户端的数据时，则能够利用socketfd_new 套接字经过recv或者read函数到缓冲区里面去取指定的数据（由于socketfd_new表明的socket对象记录了客户端IP和端口，所以能够鉴别）。
 

免费学习更多精品课程，登陆乐搏学院官网http://www.learnbo.com/

或关注咱们的官方微博微信，还有更多惊喜哦~

 

 

本文出自 “Jhuster的专栏” 博客，请务必保留此出处http://ticktick.blog.51cto.com/823160/779866