udp 套接字发送到隐式绑定

Posted 2023-02-22

【中文标题】udp 套接字发送到隐式绑定

【英文标题】：udp socket sendto implicit bind

【发布时间】：2019-01-30 15:17:07

【问题描述】：

我在这里查看 udp 客户端示例： http://www.linuxhowtos.org/data/6/client_udp.c

sn-p:

/* UDP client in the internet domain */
   struct sockaddr_in server, from;
   //...snipped

   sock= socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
   if (sock < 0) error("socket");

   server.sin_family = AF_INET;
   hp = gethostbyname(argv[1]);
   if (hp==0) error("Unknown host");

   bcopy((char *)hp->h_addr, 
        (char *)&server.sin_addr,
         hp->h_length);
   server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
   length=sizeof(struct sockaddr_in);

   //... snipped       

   n=sendto(sock,buffer,
            strlen(buffer),0,(const struct sockaddr *)&server,length);
   if (n < 0) error("Sendto");
   n = recvfrom(sock,buffer,256,0,(struct sockaddr *)&from, &length);
   if (n < 0) error("recvfrom");
   //... snipped    

我试图了解它是如何知道从哪里接收消息的。我知道当sendto 被调用时，选择了一个可用端口并将其嵌入到 udp 消息中，服务器应用程序可以读取并回复它。客户端代码如何知道在该端口上接收消息？

这个答案：https://***.com/a/48245273/2748602 表示在调用 sendto 函数时存在某种隐式绑定。它是如何工作的？它实际上是与随机可用端口号的绑定，就像我调用bind 或其他东西一样永久？似乎有一些永久性的方面。只是对更多细节感兴趣。

【问题讨论】：

另一端可能正在使用recvfrom，它给出了发件人的地址/端口对，并将其用于回复。

"它实际上是一个具有随机可用端口号的绑定，就像我调用了绑定一样永久" - 这正是发生的事情

【参考方案1】：

如果套接字未绑定，则 是一个隐式绑定，因为所有数据包都必须同时携带一个源端口。因此，API 假设如果您事先对绑定套接字的端口不够关心，那么它可以将套接字绑定到随机端口。虽然很遗憾我不知道sendto 的实现细节，但我可以提供一些官方文档。

对于 Linux，来自udp man page：

当一个 UDP 套接字被创建时，它的本地地址和远程地址是 未指定。可以使用 sendto(2) 或立即发送数据报 sendmsg(2) 以有效的目标地址作为参数。什么时候 在套接字上调用 connect(2)，默认目标 地址已设置，现在可以使用 send(2) 或 write(2) 发送数据报 没有指定目标地址。还是可以的 通过将地址传递给 sendto(2) 或 发送消息（2）。 为了接收数据包，可以将套接字绑定到一个 本地地址首先使用 bind(2)。 *否则，socket层 将自动分配一个超出定义范围的空闲本地端口 通过 /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range 并将套接字绑定到 INADDR_ANY。

对于 Windows，Winsock 2's sendto 文档中的 sn-p：

如果套接字未绑定，则将唯一值分配给本地 由系统关联，然后将套接字标记为已绑定。如果 套接字已连接，getsockname 函数可用于 确定与套接字关联的本地 IP 地址和端口。

【参考方案2】：

... 调用 sendto 函数时存在一种隐式绑定。它是如何工作的？它实际上是一个具有随机可用端口号的绑定，就像我调用了 bind 或其他东西一样永久？

man ip(7):

   ip_local_port_range (since Linux 2.2)
          This file contains two integers that define the default local
          port range allocated to sockets that are not explicitly bound
          to a port number—that is, the range used for ephemeral ports.
          An ephemeral port is allocated to a socket in the following
          circumstances:

          *  the port number in a socket address is specified as 0 when calling bind(2);

          *  listen(2) is called on a stream socket that was not previously bound;

          *  connect(2) was called on a socket that was not previously bound;

          *  sendto(2) is called on a datagram socket that was not previously bound.

【讨论】：

"当一个临时端口被分配时"...它是通过调用bind来分配的吗？