如何找到本地/临时端口号？答案

【问题标题】：How to find local/epheremal port number?如何找到本地/临时端口号？
【发布时间】：2019-04-12 10:59:12
【问题描述】：

我有一个使用 Berkley 套接字和 Winsock（取决于平台）的 UDP 客户端程序。

基本上它使用getaddrinfo()，然后是socket()，然后是sendto()。 sendto() 获取getaddrinfo() 返回的地址信息。我的代码如下所示：

struct addrinfo hint;
memset(&hint, 0, sizeof(hint));
hint.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
struct addrinfo *address;
getaddrinfo("127.0.0.1", "9999", &hint, &address);

SOCKET s = socket(address->ai_family, address->ai_socktype, address->ai_protocol);
sendto(s, "test", 4, 0, address->ai_addr, address->ai_addrlen);

我的问题是，本地/临时端口号何时设置？是否设置了对sendto() 的调用？如果我将更多数据发送到不同的服务器，sendto() 是否会重用相同的临时端口号？如何获取临时端口号（以独立于协议的方式）？我知道知道这可能没有用，而且 NAT 无论如何都可以改变它，但我只是想了解它是如何更好地工作的。

我也知道我可以使用bind() 设置本地端口，但我的问题是当操作系统为我选择本地端口时会发生什么。

【问题讨论】：

标签： c sockets udp winsock berkeley-sockets

【解决方案1】：

你想要getsockname函数：

struct sockaddr_storage ss;
socklen_t len;

len = sizeof(ss);
if (getsockname(s, (struct sockaddr *)&ss, &len) == 0) {
    // print contents of ss
}

它使用套接字绑定到的地址和端口填充给定的sockaddr。

winsock 和 Berkely 套接字都提供此功能。

【讨论】：

我的问题是，什么时候设置本地/临时端口号？是否设置了对 sendto() 的调用？如果我将更多数据发送到不同的服务器，sendto() 是否会重用相同的临时端口号？
另外，您的解决方案使用 sockaddr_in，它不适用于 IPv6。我怎样才能让它与 addrinfo 一起工作？
@mark 因为 UDP 套接字仅由源 IP/端口标识，所以在第一次发送时设置端口。至于sockaddr_in，我认为您可以使用sockaddr_storage 来代替保存IPv4 或IPv6 地址，虽然我没有尝试过。

【解决方案2】：

sendto() 的 MSDN 文档指出：

注意如果打开了一个套接字，调用setsockopt，然后调用sendto，Windows 套接字执行一个隐式的bind 函数调用。

如果套接字未绑定，系统会为本地关联分配唯一值，然后将套接字标记为已绑定。如果套接字已连接，则可以使用getsockname 函数来确定与套接字关联的本地 IP 地址和端口。

如果套接字未连接，getsockname 函数可用于确定与套接字关联的本地端口号，但返回的 IP 地址设置为给定协议的通配符地址（例如，INADDR_ANY或“0.0.0.0”表示 IPv4，IN6ADDR_ANY_INIT 或“::”表示 IPv6）。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以 bind 到端口零 (0)，这将导致操作系统找到一个开放的临时端口，您可以使用getsockname 发现该端口，或者返回EADDRINUSE，甚至在你尝试发送任何东西之前。

至于当一个临时端口被操作系统分配，来自ip(7) Linux manual page：

[...] 一个临时端口被分配给下面的一个套接字情况：

当套接字地址中的端口号被指定为 0 时打电话给bind(2)；

listen(2) 在之前未绑定的流套接字上调用；

connect(2) 在以前没有的套接字上被调用绑定;

sendto(2) 在先前未绑定的数据报套接字上调用。

【讨论】：