socket编程:SO_REUSEADDR例解

socket编程:SO_REUSEADDR例解 

                                            kevintz 2000-6-19 

    网友vmstat多次提出了这个问题:SO_REUSEADDR有什么用处和怎么使用。而
且很多网友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soc
ket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。 

socket编程:SO_REUSEADDR例解#include <netinet/in.h> 
socket编程:SO_REUSEADDR例解#include 
<sys/socket.h> 
socket编程:SO_REUSEADDR例解#include 
<time.h> 
socket编程:SO_REUSEADDR例解#include 
<stdio.h> 
socket编程:SO_REUSEADDR例解#include 
<string.h> 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
socket编程:SO_REUSEADDR例解
#define MAXLINE 100 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
socket编程:SO_REUSEADDR例解
int main(int argc, char** argv) 
socket编程:SO_REUSEADDR例解

socket编程:SO_REUSEADDR例解   
int listenfd,connfd; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
struct sockaddr_in servaddr; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
char buff[MAXLINE+1]; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   time_t ticks; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   unsigned 
short port; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
int flag=1,len=sizeof(int); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
socket编程:SO_REUSEADDR例解   port
=10013
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
if( (listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1
socket编程:SO_REUSEADDR例解   

socket编程:SO_REUSEADDR例解     perror(
"socket"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解     exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   }
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   bzero(
&servaddr,sizeof(servaddr)); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   servaddr.sin_family
=AF_INET; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   servaddr.sin_addr.s_addr
=htonl(INADDR_ANY); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   servaddr.sin_port
=htons(port); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
if( setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -
socket编程:SO_REUSEADDR例解
1
socket编程:SO_REUSEADDR例解   

socket编程:SO_REUSEADDR例解      perror(
"setsockopt"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解      exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   }
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
if( bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)) == 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
-1
socket编程:SO_REUSEADDR例解   

socket编程:SO_REUSEADDR例解      perror(
"bind"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解      exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   }
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
else 
socket编程:SO_REUSEADDR例解      printf(
"bind call OK!/n"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
if( listen(listenfd,5== -1
socket编程:SO_REUSEADDR例解   

socket编程:SO_REUSEADDR例解      perror(
"listen"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解      exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   }
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
for(;;) 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   

socket编程:SO_REUSEADDR例解      
if( (connfd=accept(listenfd,(struct sockaddr*)NULL,NULL)) == -1)
socket编程:SO_REUSEADDR例解
socket编程:SO_REUSEADDR例解      

socket编程:SO_REUSEADDR例解          perror(
"accept"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解          exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解      }
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解      
if( fork() == 0)/*child process*/ 
socket编程:SO_REUSEADDR例解      

socket编程:SO_REUSEADDR例解        close(listenfd);
/*这句不能少,原因请大家想想就知道了。*/ 
socket编程:SO_REUSEADDR例解        ticks
=time(NULL); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解        snprintf(buff,
100,"%.24s/r/n",ctime(&ticks)); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解        write(connfd,buff,strlen(buff)); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解        close(connfd); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解        sleep(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解        execlp(
"f1-9d",NULL); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解        perror(
"execlp"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解        exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解     }
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解     close(connfd); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解     exit(
0);/* end parent*/ 
socket编程:SO_REUSEADDR例解  }
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解}
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
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$HO
ME/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 
socket编程:SO_REUSEADDR例解#include <netinet/in.h> 
socket编程:SO_REUSEADDR例解#include 
<sys/socket.h> 
socket编程:SO_REUSEADDR例解#include 
<time.h> 
socket编程:SO_REUSEADDR例解#include 
<stdio.h> 
socket编程:SO_REUSEADDR例解#include 
<string.h> 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
socket编程:SO_REUSEADDR例解
#define MAXLINE 100 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
socket编程:SO_REUSEADDR例解
int main(int argc, char** argv) 
socket编程:SO_REUSEADDR例解

socket编程:SO_REUSEADDR例解   
int fd1,fd2; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
struct sockaddr_in servaddr1,servaddr2; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
char buff[MAXLINE+1]; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   time_t ticks; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   unsigned 
short port; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
int flag=1,len=sizeof(int); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
socket编程:SO_REUSEADDR例解   port
=10013
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
if( (fd1=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1
socket编程:SO_REUSEADDR例解   

socket编程:SO_REUSEADDR例解       perror(
"socket"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解       exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   }
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
if( (fd2=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1
socket编程:SO_REUSEADDR例解   

socket编程:SO_REUSEADDR例解       perror(
"socket"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解       exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   }
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   bzero(
&servaddr1,sizeof(servaddr1)); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   bzero(
&servaddr2,sizeof(servaddr2)); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   servaddr1.sin_family
=AF_INET; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解   servaddr2.sin_family
=AF_INET; 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
socket编程:SO_REUSEADDR例解   
if( inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1"&servaddr1.sin_addr) <= 0
socket编程:SO_REUSEADDR例解

socket编程:SO_REUSEADDR例解printf(
"inet_pton() call error:127.0.0.1/n"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解}
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
if( inet_pton(AF_INET, "128.160.1.230"&servaddr2.sin_addr) <= 0
socket编程:SO_REUSEADDR例解
socket编程:SO_REUSEADDR例解

socket编程:SO_REUSEADDR例解printf(
"inet_pton() call error:128.160.1.230/n"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解}
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解servaddr1.sin_port
=htons(port); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解servaddr2.sin_port
=htons(port); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
if( setsockopt(fd1, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -1
socket编程:SO_REUSEADDR例解

socket编程:SO_REUSEADDR例解perror(
"setsockopt"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解}
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
if( setsockopt(fd2, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -1
socket编程:SO_REUSEADDR例解

socket编程:SO_REUSEADDR例解perror(
"setsockopt"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解}
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
if( bind(fd1,(struct sockaddr*)&servaddr1,sizeof(servaddr1)) == -1)
socket编程:SO_REUSEADDR例解
socket编程:SO_REUSEADDR例解

socket编程:SO_REUSEADDR例解perror(
"bind fd1"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解}
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
if( bind(fd2,(struct sockaddr*)&servaddr2,sizeof(servaddr2)) == -1)
socket编程:SO_REUSEADDR例解
socket编程:SO_REUSEADDR例解

socket编程:SO_REUSEADDR例解perror(
"bind fd2"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解exit(
1); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解}
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解printf(
"bind fd1 and fd2 OK!/n"); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解
/*put other process here*/ 
socket编程:SO_REUSEADDR例解getchar(); 
socket编程:SO_REUSEADDR例解exit(
0);/* end */ 
socket编程:SO_REUSEADDR例解}
 
socket编程:SO_REUSEADDR例解

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/
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