Linux內(nèi)核分析 bind端口選擇

端口選擇

繼續(xù)看inet_csk_get_port函數(shù):

在端口選擇前，先確定當(dāng)前該socket的“屬性”，即是否可以端口復(fù)用，是否在TCP_LISTEN狀態(tài)，以便后面插入到桶隊(duì)列時(shí)設(shè)置fastreuse字段。

bool reuse = sk- >sk_reuse && sk- >sk_state != TCP_LISTEN;

進(jìn)行端口選擇和綁定：

端口綁定分為兩種，一種指定端口，一種隨機(jī)選擇。如果給 bind 傳 遞的地址參數(shù)中，port 字段為 0，那么就會自動選擇參數(shù)。

如代碼所示，當(dāng)端口port沒有指定時(shí)，調(diào)用inet_csk_find_open_port(sk, &tb, &port)：

if (!port) {
  head = inet_csk_find_open_port(sk, &tb, &port);
  if (!head)
   return ret;
  if (!tb)
   goto tb_not_found;
  goto success;
 }

主要邏輯在net_csk_find_open_port實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)看端口指定，暫時(shí)不看端口不指定(其實(shí)邏輯差不多)。那么當(dāng)用戶指定了端口，也就是port有值時(shí)：

head = &hinfo- >bhash[inet_bhashfn(net, port,hinfo- >bhash_size)];
inet_bind_bucket_for_each(tb, &head- >chain)
  if (net_eq(ib_net(tb), net) && tb- >port == port)
   goto tb_found;
tb_not_found:
 tb = inet_bind_bucket_create(hinfo- >bind_bucket_cachep,
         net, head, port);
 if (!tb)
  goto fail_unlock;
tb_found:
 if (!hlist_empty(&tb- >owners)) {
  if (sk- >sk_reuse == SK_FORCE_REUSE)
   goto success;

  if ((tb- >fastreuse > 0 && reuse) ||
      sk_reuseport_match(tb, sk))
   goto success;
  if (inet_csk_bind_conflict(sk, tb, true, true))
   goto fail_unlock;
 }

• 1、通過指定的port端口號,計(jì)算哈希值，找到對應(yīng)的inet_bind_hashbucket:

head = &hinfo- >bhash[inet_bhashfn(net, port,hinfo- >bhash_size)];

• 2 、調(diào)用inet_bind_bucket_for_each遍歷該inet_bind_hashbucke中的chain鏈表

inet_bind_bucket_for_each(tb, &head- >chain)

• 3、如果遍歷chain鏈表時(shí)，找到了指定port相同的桶結(jié)構(gòu)，則跳轉(zhuǎn)到tb_found:

if (net_eq(ib_net(tb), net) && tb- >port == port)
   goto tb_found;

• 4、在tb_found標(biāo)簽中：判斷該桶結(jié)構(gòu)中sock隊(duì)列是否為空，為空且當(dāng)前套接字支持復(fù)用，則綁定成功。進(jìn)入success標(biāo)簽。
• 5、在succeess完成對該port對應(yīng)的桶結(jié)構(gòu)的初始化或修改
• 6、如果在3、中沒有找到對應(yīng)的桶結(jié)構(gòu)，進(jìn)入tb_not_found標(biāo)簽，在當(dāng)前的chain鏈表中創(chuàng)建一個(gè)新的桶結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行4、5操作：

tb_not_found:
 tb = inet_bind_bucket_create(hinfo- >bind_bucket_cachep,
         net, head, port);
 if (!tb)
  goto fail_unlock;

端口復(fù)用的解釋

還是要從文章開頭的圖說起，bind時(shí)端口號都會經(jīng)過哈希計(jì)算分配在【相應(yīng)的哈希桶結(jié)構(gòu)inet_bind_hashbucket】上的chain鏈表節(jié)點(diǎn)的【桶結(jié)構(gòu)inet_bind_bucket上】，inet_bind_bucket 結(jié)構(gòu)就是用來描述端口和 sock 之間的綁定關(guān)系的。它的 port 字段表示一個(gè)綁定的端口，而 owners 則表示綁定到這個(gè)端口之上的所有 sock，因?yàn)槎丝诳梢灾赜?，所以同一端口可能有多個(gè) sock 綁定。

bind端口復(fù)用的實(shí)際用途基本上也就是：

防止服務(wù)器重啟時(shí)之前綁定的端口還未釋放或者程序突然退出而系統(tǒng)沒有釋放端口。這種情況下如果設(shè)定了端口復(fù)用，則新啟動的服務(wù)器進(jìn)程可以直接綁定端口。如果沒有設(shè)定端口復(fù)用，綁定會失敗，提示ADDR已經(jīng)在使用中！