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TCP（Tranission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議）是一種面向連接的、可靠的、基于流的傳輸協(xié)議，被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)傳輸。在Linux中，TCP端口綁定是常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)編程操作，本文將介紹一些Linux中TCP端口綁定的技巧。
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1. 端口綁定的概念
在TCP/IP協(xié)議中，每個(gè)程序都有一個(gè)端口號(hào)，用來(lái)標(biāo)識(shí)該程序在網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳輸端口。TCP端口綁定是將一個(gè)程序與一個(gè)端口號(hào)綁定起來(lái)，使得該程序能夠通過(guò)該端口與其他程序進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2. 端口綁定的作用
TCP端口綁定的作用是建立一個(gè)基于TCP協(xié)議的通信鏈路，使得網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)程序能夠相互傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)TCP端口號(hào)，不同的程序可以區(qū)分開(kāi)來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹?/p>
3. 端口綁定的方法
Linux中，使用bind()函數(shù)來(lái)進(jìn)行TCP端口綁定，bind()函數(shù)的原型為：
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
其中，sockfd表示需要綁定的Socket文件描述符，addr表示需要綁定的IP地址與端口號(hào)，addrlen表示地址結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度。
常用的TCP端口綁定方法如下：
（1）綁定到本地IP地址和端口號(hào)
代碼示例：
struct sockaddr_in servaddr;
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); //清零
servaddr.sin_family = AF_INET; //協(xié)議族為IPv4
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //本地IP地址
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); //本地端口號(hào)
int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); //綁定
其中，INADDR_ANY表示任意地址，SERV_PORT表示需要綁定的端口號(hào)。
（2）綁定到指定IP地址和端口號(hào)
代碼示例：
struct sockaddr_in servaddr;
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); //清零
servaddr.sin_family = AF_INET; //協(xié)議族為IPv4
inet_pton(AF_INET, “127.0.0.1”, &servaddr.sin_addr); //指定IP地址
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); //本地端口號(hào)
int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); //綁定
其中，inet_pton()函數(shù)用于將字符串類型的IP地址轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的IP地址。
4. 端口占用的問(wèn)題
在進(jìn)行TCP端口綁定時(shí)，可能會(huì)遇到端口占用的問(wèn)題。如果一個(gè)端口已經(jīng)被占用，則該端口無(wú)法被其他程序使用。解決該問(wèn)題的方法有以下幾種：
（1）修改端口號(hào)
如果一個(gè)端口占用了，可以考慮修改使用端口號(hào)。注意，有效的端口號(hào)范圍為1~65535，其中0~1023為系統(tǒng)預(yù)留端口，建議使用1024以上的端口號(hào)。
（2）強(qiáng)制關(guān)閉占用端口的程序
可以使用命令lsof -i:端口號(hào)查詢哪個(gè)程序占用了該端口，然后使用kill -9 PID命令將該程序強(qiáng)制關(guān)閉。
（3）等待占用端口的程序退出
如果無(wú)法強(qiáng)制關(guān)閉占用端口的程序，可以等待該程序自行退出。在等待期間，端口無(wú)法被其他程序使用。
5. 端口綁定時(shí)的注意事項(xiàng)
在進(jìn)行TCP端口綁定時(shí)，需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
（1）bind()函數(shù)的返回值
bind()函數(shù)的返回值為0表示綁定成功，否則表示綁定失敗。在綁定失敗時(shí)，可以使用errno全局變量獲取錯(cuò)誤代碼，以便進(jìn)行錯(cuò)誤處理。
（2）程序退出時(shí)的端口釋放
在程序退出時(shí)，需要及時(shí)釋放已經(jīng)綁定的端口?？梢允褂胏lose()函數(shù)關(guān)閉Socket文件描述符，釋放所占用的資源。
（3）防火墻的配置
如果程序無(wú)法在某個(gè)端口綁定成功，可能是由于防火墻屏蔽了該端口。需要配置防火墻規(guī)則，允許該端口的通信。
6.
TCP端口綁定是網(wǎng)絡(luò)編程中的基本操作，本文介紹了Linux中TCP端口綁定的技巧。在進(jìn)行TCP端口綁定時(shí)，需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：綁定函數(shù)的返回值、程序退出時(shí)的端口釋放、防火墻的配置。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，需要根據(jù)實(shí)際需要靈活選擇端口綁定的方式，以保證程序的正常運(yùn)行。
相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：
- Linux下端口如何分配
Linux下端口如何分配
我們知道建立一個(gè)socket連接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊時(shí)需要四個(gè)元素client_ip:client_portserver_ip:server_port，socket綁定一個(gè)
端口號(hào)
用于標(biāo)識(shí)進(jìn)程。行畢茄我一直好奇在linux平臺(tái)上運(yùn)行時(shí)進(jìn)程的端口如何分配的？如何才能避免端口占用沖突？
要想了解這些答案需要先了解Linux下端口范圍多少？如何修改端口范圍？一個(gè)進(jìn)程的端口如何分配的？最后了解
linux系統(tǒng)
下端口如何分配的？
1）查看端口范圍：sysctl -a | grep range
2）修改端口范圍：sysctl.conf
vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_local_port_range=
配置立即生效：sysctl -p
另外，端口范檔察圍不要超過(guò)，1024以下系統(tǒng)使用，65535以上設(shè)置會(huì)提示失敗。
程序的端口分配分為固定分配和自動(dòng)分配兩種。一套系統(tǒng)中固定端口是要進(jìn)行規(guī)劃的，比如ftp的端口為10021(控制連接時(shí)服務(wù)端的)，控制連接時(shí)客戶端的端口就可以隨機(jī)分配。ftp數(shù)據(jù)連接如果在被動(dòng)模式下服務(wù)端和客戶端的端口都可以隨機(jī)分配，如果在主動(dòng)模式下，服務(wù)端的端口可以固定分配，客戶端的端口隨機(jī)分配。
固定分配，一般在服務(wù)端的進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)分配端口，用于創(chuàng)建socket進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)客戶端，如ftp
配置文件
中的listen_port=10021，http默數(shù)簡(jiǎn)認(rèn)的是80，snmp管理的 trap端口是162和snmp agent端口是161。
自動(dòng)分配，創(chuàng)建進(jìn)程即建立socket用于通訊，比如ftp服務(wù)端的數(shù)據(jù)連接進(jìn)程，會(huì)從linux sysctl.conf定義的端口范圍，自動(dòng)來(lái)分配端口，調(diào)用bind進(jìn)行端口綁定。但有時(shí)候不進(jìn)行綁定端口也能正常工作，這是因?yàn)?/p>
協(xié)議棧
對(duì)沒(méi)有端口綁定的socket進(jìn)行了自動(dòng)綁定。每次調(diào)用第4層協(xié)議的sendmsg成員函數(shù)時(shí)，會(huì)進(jìn)行端口號(hào)的檢查，如果沒(méi)有綁定就調(diào)用協(xié)議的成員函數(shù)get_port進(jìn)行自動(dòng)綁定。
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