如何理解TCP端口

如何理解TCP端口

问题：一台主机配置多张网卡，假设同时配置了2张网卡，这个时候这台主机有多少个TCP Port可用？

Port

这个问题让我重新思考TCP Port的作用，它是用来标识应用层的网络服务的！原来的理解认为，一台主机只会有65536个端口，并且是0-65535，每个都惟一的。并且在学socket编程的时候，有一个SO_Reuse_Addr的问题，更是坚定了Tcp Port惟一的想法。但是现在看来，事实并不是这样的。

现在个人计算机比较普及，并且99.99%的个人计算机只会同时连接一个网络，即使我们的Laptop同时拥有Eth0及WLan0两张网卡，即大部分人的一台机器在一个时候只会用一个IP地址，所以我们平时在一个主机上都不会看到重复的端口号。

复用一张网卡

重新描述一下上面关于端口作用的表述：在复用单一网络地址时，TCP Port用于在应用层区分目的服务方。即我们在应用层复用了一张网卡，从这张网卡上收到的数据，可以传输给不同的服务程序，每个服务程序使用Port来区分。

如何我们有两张网卡，那么每张网卡各有同样的端口号。

##内核如何管理重复的Port
创建socket的接口：
int socket(int domain, int type, int protocol);
命名socket的接口：
int bind(int socket, const struct sockaddr *address, socklen_t address_len);
其中，一般来说不对address这个类型的参数做参数，一般用这个：

 `struct  sockaddr_in {    short  int  sin_family;                      /* Address family */    unsigned  short  int  sin_port;       /* Port number */    struct  in_addr  sin_addr;              /* Internet address */    unsigned  char  sin_zero[8];         /* Same size as struct sockaddr */};`

这个参数里机包括了：要监听的ip地址与tcp端口。

内核如何管理连接

事实上，内核基于ip与tcp port就可以区分端口，因为一个tcp链是一个五元组：
[src_ip, src_port, dst_ip, dst_port, tos]。
对这个五元组做一下hash就可以很简单地管理了。
事实上，我们也同时回答了一个主机的一个端口最大可以接受多少client的连接这个问题：
理论上是不限制的，但是机制总是有限制的，我认为这边主要的限制在于内存。

验证

猜想：一个Linux主机可以同时监听不同ip地址的同一个端口。
这也是上面分析得出来的结论，也是网络设计上应该想要达到的目标。

验证：简单一点的方案就是，在一台主机上，对不同的网卡绑定不同的ip地址，运行两个服务去监听不同ip地址上的同一个端口。

具体方案：找现在可用的，Linux主机上事实已经有两张网卡了，一个是lo，一个是eth0。现有环境如下：
lo：地址127.0.0.1
eth0：172.16.82.105

redis-server可以bind到不同的ip地址，刚好环境里面有，直接改配置文件，如下：

配置文件A：
bind 127.0.0.1 //listen on localhost
port 6379

配置文件B：
bind 172.16.82.105 //listen on eth0
port 6379

分别使用两个配置文件启动两个redis实例，效果如下：

两个实例均成功创建了，并且同时listen 6379这个端口，通过redis-cli连接，一切运行正常。

结论

一台主机理论上可以有无限多个端口，并且端口号可以重复。
这是我个人关于网络的端口理解上的一个重要一步，记录一下。