关于TCP编程，你是否为此迷惑过

TCP的服务端编程，一般API的调用顺序是socket, bind, listen, accept, send, recv等。TCP的客户端编程，一般API的调用顺序是socket, connect, send, recv。

在服务端，accept函数的其中一个入参是listen-socket，会返回一个新的connection-socket。通过connection-socket，调用getpeername，可以得到客户端的IP和端口。通过connection-socket，调用getsockname，可以得到本地的IP和端口。accept函数的其中一个出参，也可以返回客户端的IP和端口。

通常如果客户端创建socket后，调用connect前，没有调用bind来绑定本地的IP和端口，那么connect建立的连接的本端IP是API自动通过目的IP选择的，而本端端口是随机的。这没有问题。通过accept函数返回的connection-socket，调用getsockname返回的IP是服务器端listen的IP。这也没问题。问题是，通过accept函数返回的connection-socket，调用getsockname返回的端口是什么呢？

按我直观的、Intuitive的理解，这个端口应该是个随机的端口，因为connection-socket是新建的socket，是和listen-socket不同的socket。但事实令我不解，这个端口竟然和listen-socket绑定的端口是相同的，不知你是否也跟我一样想法过。上代码。

/* Sample TCP server *//* www.cs.ucsb.edu/~almeroth/classes/W01.176B/hw2/examples/tcp-server.c */#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <string.h>#include <strings.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>int main(int argc, char**argv){   int listenfd,connfd,n;   struct sockaddr_in servaddr,cliaddr,localaddr;   socklen_t clilen;   socklen_t locallen;   pid_t     childpid;   char mesg[1000];   listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);   bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));   servaddr.sin_family = AF_INET;   servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);   servaddr.sin_port=htons(32000);   bind(listenfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));   listen(listenfd,1024);   for(;;)   {      clilen=sizeof(cliaddr);      connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&cliaddr,&clilen);      locallen=sizeof(localaddr);      getsockname(connfd,(struct sockaddr*)&localaddr,&locallen);      printf("local addr=%X\n",htonl(*((unsigned int*)&localaddr.sin_addr)));      printf("local port=%d\n",htons(localaddr.sin_port));      if ((childpid = fork()) == 0)      {         close (listenfd);         for(;;)         {            n = recvfrom(connfd,mesg,1000,0,(struct sockaddr *)&cliaddr,&clilen);            sendto(connfd,mesg,n,0,(struct sockaddr *)&cliaddr,sizeof(cliaddr));            printf("-------------------------------------------------------\n");            mesg[n] = 0;            printf("Received the following:\n");            printf("%s",mesg);            printf("-------------------------------------------------------\n");         }               }      close(connfd);   }}

/* Sample TCP client *//* www.cs.ucsb.edu/~almeroth/classes/W01.176B/hw2/examples/tcp-client.c */#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <string.h>#include <strings.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(int argc, char**argv){   int sockfd,n;   struct sockaddr_in servaddr,cliaddr;   char sendline[1000];   char recvline[1000];   if (argc != 2)   {      printf("usage:  client <IP address>\n");      exit(1);   }   sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);   bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));   servaddr.sin_family = AF_INET;   servaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);   servaddr.sin_port=htons(32000);   connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));   while (fgets(sendline, 10000,stdin) != NULL)   {      sendto(sockfd,sendline,strlen(sendline),0,             (struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));      n=recvfrom(sockfd,recvline,10000,0,NULL,NULL);      recvline[n]=0;      fputs(recvline,stdout);   }}

这两个tcp-server和tcp-client程序是我从www.cs.ucsb.edu借鉴过来的，我只加了getsockname相关部分。服务端程序执行结果：

$ ./tcpserver local addr=7F000001local port=32000-------------------------------------------------------Received the following:abcdef--------------------------------------------------------------------------------------------------------------Received the following:ghijkl-------------------------------------------------------^C

客户端程序执行结果：

$ ./tcpclient 127.0.0.1abcdefabcdefghijklghijkl^C

看到了吧，accept函数返回的connection-socket，调用getsockname返回的端口竟然和listen-socket的端口是相同的，都是32000。这是为什么呢？为什么这样counter-intuitive呢？

问了Google，问了对TCP有研究的高人，他又问了高人，才明白。原来我们看socket，不能光看到通过socke API或accept API创建的socket，心中要有图画，这个socket是和远方连接的。每个socket由四元组组成，本地IP，本地端口，远方IP，远方端口。虽然accept函数返回的connection-socket调用getsockname返回的IP和端口同listen-socket绑定的IP和端口是相同的，但因为他们的远方连接的不同，所以他们是不同的socket。不要迷惑。