setsockopt中参数之SO_REUSEADDR的意义

来源：互联网发布：内存条涨价知乎编辑：程序博客网时间：2024/06/05 16:01

原文地址：http://blog.csdn.net/zhongguoren666/article/details/8153271

有很多人多次提出了这个问题：SO_REUSEADDR有什么用处和怎么使用。而且在编写网络程序时也会遇到这个问题。所以特意写了这么一篇文章，希望能够解答一些人的疑难。其实这个问题在Richard Stevens的《Unix网络编程指南》卷一里有很详细的解答(中文版P166-168页)。这里我只是写几个基本的例子来验证这个问题。

       首先声明一个问题：当两个socket的address和port相冲突，而你又想重用地址和端口，则旧的socket和新的socket都要已经被设置了SO_REUSEADDR特性，只有两者之一有这个特性还是有问题的。
     SO_REUSEADDR可以用在以下四种情况下： (摘自《Unix网络编程》卷一，即UNPv1)
     1、当有一个有相同本地地址和端口的socket1处于TIME_WAIT状态时，而你启动的程序的socket2要占用该地址和端口，你的程序就要用到该选项。
     2、SO_REUSEADDR允许同一port上启动同一服务器的多个实例(多个进程)。但每个实例绑定的IP地址是不能相同的。在有多块网卡或用IP Alias技术的机器可
以测试这种情况。
     3、SO_REUSEADDR允许单个进程绑定相同的端口到多个socket上，但每个socket绑定的ip地址不同。这和2很相似，区别请看UNPv1。
     4、SO_REUSEADDR允许完全相同的地址和端口的重复绑定。但这只用于UDP的多播，不用于TCP。

例子1：测试上面第一种情况。

#include <netinet/in.h>#include <sys/socket.h>#include <time.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#define MAXLINE 100int main(int argc, char** argv){    int listenfd,connfd;    struct sockaddr_in servaddr;    char buff[MAXLINE+1];    time_t ticks;    unsigned short port;    int flag=1,len=sizeof(int);    port=10013;    if( (listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)    {      perror("socket");      exit(1);    }    bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));    servaddr.sin_family=AF_INET;    servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);    servaddr.sin_port=htons(port);    if( setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -1)    {       perror("setsockopt");       exit(1);    }    if( bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)) ==-1)    {       perror("bind");       exit(1);    }    else       printf("bind call OK!/n");    if( listen(listenfd,5) == -1)    {       perror("listen");       exit(1);    }    for(;;)    {       if( (connfd=accept(listenfd,(struct sockaddr*)NULL,NULL)) == -1)       {           perror("accept");           exit(1);       }       if( fork() == 0)/*child process*/       {         close(listenfd);/*这句不能少，原因请大家想想就知道了。*/         ticks=time(NULL);         snprintf(buff,100,"%.24s/r/n",ctime(&ticks));         write(connfd,buff,strlen(buff));         close(connfd);         sleep(1);         execlp("f1-9d",NULL);         perror("execlp");         exit(1);      }      close(connfd);      exit(0);/* end parent*/   }}

测试：编译为f1-9d程序，放到一个自己PATH环境变量里的某个路径里，例如$HOME/bin，运行f1-9d，然后telnet localhost 10013看结果。

2、第二种情况我没有环境测，所以就不给测试程序了，大家有条件的可以自己写一个来测试一下。

3、测试第三种情况的程序

#include <netinet/in.h>#include <sys/socket.h>#include <time.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#define MAXLINE 100int main(int argc, char** argv){    int fd1,fd2;    struct sockaddr_in servaddr1,servaddr2;    char buff[MAXLINE+1];    time_t ticks;    unsigned short port;    int flag=1,len=sizeof(int);    port=10013;    if( (fd1=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)    {        perror("socket");        exit(1);    }    if( (fd2=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)    {        perror("socket");        exit(1);    }    bzero(&servaddr1,sizeof(servaddr1));    bzero(&servaddr2,sizeof(servaddr2));    servaddr1.sin_family=AF_INET;    servaddr2.sin_family=AF_INET;    if( inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr1.sin_addr) <= 0){printf("inet_pton() call error:127.0.0.1/n");exit(1);}if( inet_pton(AF_INET, "128.160.1.230", &servaddr2.sin_addr) <= 0){printf("inet_pton() call error:128.160.1.230/n");exit(1);}servaddr1.sin_port=htons(port);servaddr2.sin_port=htons(port);if( setsockopt(fd1, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -1){perror("setsockopt");exit(1);}if( setsockopt(fd2, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -1){perror("setsockopt");exit(1);}if( bind(fd1,(struct sockaddr*)&servaddr1,sizeof(servaddr1)) == -1){perror("bind fd1");exit(1);}if( bind(fd2,(struct sockaddr*)&servaddr2,sizeof(servaddr2)) == -1){perror("bind fd2");exit(1);}printf("bind fd1 and fd2 OK!/n");/*put other process here*/getchar();exit(0);/* end */}

4、由于第四种情况只用于UDP的多播，和TCP的使用没多大关系，所以就不写测试例子了。自己有兴趣的可以写。

以上的程序都是在Linux下编译通过的。也可以在其他unix平台运行。

参考资料：

1、《Unix网络编程》卷一 R. Stevens

2、《Socket programming FAQ》 http://www.ibrado.com/sock-faq/

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

setsockopt中参数之SO_REUSEADDR的意义

1、一般来说，一个端口释放后会等待两分钟之后才能再被使用，SO_REUSEADDR是让端口释放后立即就可以被再次使用。

SO_REUSEADDR用于对TCP套接字处于TIME_WAIT状态下的socket，才可以重复绑定使用。server程序总是应该在调用bind()之前设置SO_REUSEADDR套接字选项。TCP，先调用close()的一方会进入TIME_WAIT状态

2、SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT

SO_REUSEADDR提供如下四个功能：

SO_REUSEADDR允许启动一个监听服务器并捆绑其众所周知端口，即使以前建立的将此端口用做他们的本地端口的连接仍存在。这通常是重启监听服务器时出现，若不设置此选项，则bind时将出错。

SO_REUSEADDR允许在同一端口上启动同一服务器的多个实例，只要每个实例捆绑一个不同的本地IP地址即可。对于TCP，我们根本不可能启动捆绑相同IP地址和相同端口号的多个服务器。

SO_REUSEADDR允许单个进程捆绑同一端口到多个套接口上，只要每个捆绑指定不同的本地IP地址即可。这一般不用于TCP服务器。

SO_REUSEADDR允许完全重复的捆绑：当一个IP地址和端口绑定到某个套接口上时，还允许此IP地址和端口捆绑到另一个套接口上。一般来说，这个特性仅在支持多播的系统上才有，而且只对UDP套接口而言（TCP不支持多播）。

SO_REUSEPORT选项有如下语义：

此选项允许完全重复捆绑，但仅在想捆绑相同IP地址和端口的套接口都指定了此套接口选项才行。

如果被捆绑的IP地址是一个多播地址，则SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT等效。

使用这两个套接口选项的建议：

在所有TCP服务器中，在调用bind之前设置SO_REUSEADDR套接口选项；

当编写一个同一时刻在同一主机上可运行多次的多播应用程序时，设置SO_REUSEADDR选项，并将本组的多播地址作为本地IP地址捆绑。

if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,

(const void *)&nOptval , sizeof(int)) < 0) ...

附

Q:编写 TCP/SOCK_STREAM 服务程序时，SO_REUSEADDR到底什么意思？

A:这个套接字选项通知内核，如果端口忙，但TCP状态位于 TIME_WAIT ，可以重用端口。如果端口忙，而TCP状态位于其他状态，重用端口时依旧得到一个错误信息，指明"地址已经使用中"。如果你的服务程序停止后想立即重启，而新套接字依旧使用同一端口，此时SO_REUSEADDR 选项非常有用。必须意识到，此时任何非期望数据到达，都可能导致服务程序反应混乱，不过这只是一种可能，事实上很不可能。

一个套接字由相关五元组构成，协议、本地地址、本地端口、远程地址、远程端口。SO_REUSEADDR 仅仅表示可以重用本地本地地址、本地端口，整个相关五元组还是唯一确定的。所以，重启后的服务程序有可能收到非期望数据。必须慎重使用SO_REUSEADDR 选项。【2】

【1】 http://topic.csdn.net/u/20090103/16/a0414edb-b289-4c72-84da-39e155e8f4be.html

【2】以下博客对这个问题进行了对答式的解答：http://blog.sina.com.cn/s/blog_53a2ecbf010095db.html

【3】 http://www.sudu.cn/info/html/edu/20050101/296180.html

但是这就引出了另外的一个问题，就是设置这个属性后允许一个套接字上同时有两个应用程序进行监听，那系统究竟会将数据发送给哪一个程序呢？系统会将数据首先交给监听IP最确定的应用程序。例如应用程序A在调用监听函数时设置的属性是addr.sin_addr.S_addr := INADDR_ANY;而另外的一个应用程序B则监听的地址为addr.sin_addr.S_addr := inet_addr(PChar(sMainIP));同时这两个应用程序监听的端口都是相同的，这是系统接收到数据后会首先交给B然后再交给A。因此一般为了程序安全我们会禁止这种情况的发生。因此需要设置下面的SO_EXCLUSIVEADDRUSE属性。

0 0