tcp自連接問題

原創

2020-02-22 06:29

今天在Segmentfault上有人提問了一個tcp自連接問題，這裏記錄下。所謂tcp自連接，就是出現源ip和源端口通目的ip和目的端口完全相同的情況，乍看起來不可思議，細細一想情理之中，本文重現下這種連接，並且說下解決思路。

現象重現

在linux主機下運行下面的python腳本，等待一會即可出現。

import socket
import time

connected=False
while (not connected):
        try:
                sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
                sock.setsockopt(socket.IPPROTO_TCP,socket.TCP_NODELAY,1)
                sock.connect(('127.0.0.1',55555))
                connected=True
        except socket.error,(value,message):
                print message

        if not connected:
                print "reconnect"

print "tcp self connection occurs!"
print "try to run follow command : "
print "netstat -an|grep 55555"
time.sleep(1800)

截圖如下：

tcp自連接出現了！

原因分析

從上面的python腳本中，可以看到它只是在不斷地嘗試連接55555這個端口，並且是沒有socket監聽這個端口，那麼爲何最後卻建立連接了呢？原因在於客戶端在連接服務端時，如果沒有指定端口號，系統會隨機分配一個。隨機就意味着可能分配一個和目的端口一樣的數字，此時就會出現自連接情況了。因爲對於tcp協議來講，連接的流程是走的通，三次握手整個階段都合法，連接自然可以建立。

自連接的壞處顯而易見，當程序去connect一個不處於監聽的端口時，必然期待其連接失敗，如果自連接出現，就意味着該端口被佔用了，那麼：

真正需要監聽該端口的服務會啓動失敗，拋出端口已被佔用的異常。
客戶端無法正常完成數據通信，因爲這是個自連接，並不是一個正常的服務。

解決思路

解決辦法也很簡單，只要保證客戶端隨機的端口不會和服務監聽的端口相同就可以了。那麼我們得先了解隨機的範圍，這個範圍對應linux的/etc/sysctl.conf的net.ipv4.ip_local_port_range參數，其默認值是32768 61000。也就是說隨機端口會在這個範圍內出現，試驗中我們選定了55555這個端口，所以出現了自連接現象。此時只要限定服務監聽在32768端口以下，就不會出現自連接現象了。當然，你可以修改這個配置，只要注意保證監聽端口不再配置範圍內就可以避免自連接問題了。

原文地址:https://segmentfault.com/a/1190000002396411