内核中的随机端口选取

connect和bind0

socket通信中，客户端需要选取随机端口和服务端进行连接。通常情况下，使用相关的系统调用即可，相关函数中会实现选取随机端口的逻辑。比如TCP使用connect()来连接，UDP使用sendto()来连接。另一种方法是使用bind(0)进行随机选择端口。

随机端口选取测试

getRandomPortConnectTest.c，使用connect系统调用：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

void print_local_port() {
    int sockfd;
    if (sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0), -1 == sockfd) {
        perror("socket create error");
    }
    const struct sockaddr_in remote_addr = {
            .sin_family = AF_INET,
            .sin_port   = htons(22),
            .sin_addr   = htonl(INADDR_ANY)
    };
    if (connect(sockfd, (const struct sockaddr *) &remote_addr, sizeof(remote_addr)) < 0) {
        perror("connect error");
    }
    // 获取本地套接字地址
    const struct sockaddr_in local_addr;
    socklen_t local_addr_len = sizeof(local_addr);
    if (getsockname(sockfd, (struct sockaddr *) &local_addr, &local_addr_len) < 0) {
        perror("getsockname error");
    }
    printf("local port: %d\n", ntohs(local_addr.sin_port));
    close(sockfd);
}

int main() {
    int i;
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        print_local_port();
    }
    return 0;
}

getRandomPortBindTest.c，使用bind，端口写0，进行随机选取端口。测试中，bind选取端口绑定后，再进行listen调用，作作为监听端口：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

int create_and_bind0_and_listen() {
    int sockfd;
    if (sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0), -1 == sockfd) {
        perror("socket create error");
    }
    const struct sockaddr_in serv_addr = {
        .sin_family = AF_INET,
        .sin_port   = htons(0),
        .sin_addr   = htonl(INADDR_ANY)
    };

    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        perror("bind error");
    }

    const struct sockaddr_in server_addr;
    socklen_t server_addr_len = sizeof(server_addr);
    if (getsockname(sockfd, (struct sockaddr *) &server_addr, &server_addr_len) < 0) {
        perror("getsockname error");
    }

    printf("bind server port: %d\n", ntohs(server_addr.sin_port));
    if (listen(sockfd, 88) < 0) {
        perror("listen failed");
        exit(1);
    }
    return sockfd;
}

int main() {
    int fd_list[10]={0};
    int i;
    for (i = 0; i < 10; i++) {
        int sfd=create_and_bind0_and_listen();
        fd_list[i]=sfd;
    }
    printf("socket均监听完成,10s后关闭...\n");
    sleep(10);
    for (i = 0; i < 10; i++) {
        close(fd_list[i]);
    }
    return 0;
}