字节一面:TCP 和 UDP 可以使用同一个端口吗?

kkr_ddit1年前 ⋅ 1362 阅读

TCP 和 UDP 可以同时绑定相同的端口吗?

可以的。

TCP 和 UDP 传输协议,在内核中是由两个完全独立的软件模块实现的。

当主机收到数据包后,可以在 IP 包头的「协议号」字段知道该数据包是 TCP/UDP,所以可以根据这个信息确定送给哪个模块(TCP/UDP)处理,送给 TCP/UDP 模块的报文根据「端口号」确定送给哪个应用程序处理。

因此, TCP/UDP 各自的端口号也相互独立,互不影响。

多个 TCP 服务进程可以同时绑定同一个端口吗?

如果两个 TCP 服务进程同时绑定的 IP 地址和端口都相同,那么执行 bind() 时候就会出错,错误是“Address already in use”。

如果两个 TCP 服务进程绑定的端口都相同,而 IP 地址不同,那么执行 bind() 不会出错。

如何解决服务端重启时,报错“Address already in use”的问题?

当我们重启 TCP 服务进程的时候,意味着通过服务器端发起了关闭连接操作,于是就会经过四次挥手,而对于主动关闭方,会在 TIME_WAIT 这个状态里停留一段时间,这个时间大约为 2MSL。

当 TCP 服务进程重启时,服务端会出现 TIME_WAIT 状态的连接,TIME_WAIT 状态的连接使用的 IP+PORT 仍然被认为是一个有效的 IP+PORT 组合,相同机器上不能够在该 IP+PORT 组合上进行绑定,那么执行 bind() 函数的时候,就会返回了 Address already in use 的错误。

要解决这个问题,我们可以对 socket 设置 SO_REUSEADDR 属性。

这样即使存在一个和绑定 IP+PORT 一样的 TIME_WAIT 状态的连接,依然可以正常绑定成功,因此可以正常重启成功。

客户端的端口可以重复使用吗?

在客户端执行 connect 函数的时候,只要客户端连接的服务器不是同一个,内核允许端口重复使用。

TCP 连接是由四元组(源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口)唯一确认的,那么只要四元组中其中一个元素发生了变化,那么就表示不同的 TCP 连接的。

所以,如果客户端已使用端口 64992 与服务端 A 建立了连接,那么客户端要与服务端 B 建立连接,还是可以使用端口 64992 的,因为内核是通过四元祖信息来定位一个 TCP 连接的,并不会因为客户端的端口号相同,而导致连接冲突的问题。

客户端 TCP 连接 TIME_WAIT 状态过多,会导致端口资源耗尽而无法建立新的连接吗?

要看客户端是否都是与同一个服务器(目标地址和目标端口一样)建立连接。

如果客户端都是与同一个服务器(目标地址和目标端口一样)建立连接,那么如果客户端 TIME_WAIT 状态的连接过多,当端口资源被耗尽,就无法与这个服务器再建立连接了。即使在这种状态下,还是可以与其他服务器建立连接的,只要客户端连接的服务器不是同一个,那么端口是重复使用的。

如何解决客户端 TCP 连接 TIME_WAIT 过多,导致无法与同一个服务器建立连接的问题?

打开 net.ipv4.tcp_tw_reuse  这个内核参数。

因为开启了这个内核参数后,客户端调用 connect  函数时,如果选择到的端口,已经被相同四元组的连接占用的时候,就会判断该连接是否处于  TIME_WAIT 状态。

如果该连接处于 TIME_WAIT 状态并且 TIME_WAIT 状态持续的时间超过了 1 秒,那么就会重用这个连接,然后就可以正常使用该端口了。

https://mp.weixin.qq.com/s/xS-cs0TzXkpZvwPbp_5bbg

除了第一个问题知道后面都回答不了

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