當我們 netstat -lnt 查看本機偵聽端口的時候，經常會看到類似下面的展示：
tcp6 0 0 :::22 :::* LISTEN 658/sshd: /usr/sbin
顯然，sshd創建了一個IPv6 socket，在in6addr_any地址上偵聽22號端口。
此時，我用一個該機器的IPv4地址去連接22號端口，通還是不通呢？爲了避開無關的討論，我假設net.ipv6.bindv6only的值爲0。
當然是通的，不信你試試。想知道細節上Why的去看源碼好了，這塊代碼很簡單。我這裏想引出一個和reuseport有關的問題。
按照TCP的語義，偵聽一個端口這件事和IP地址無關，僅僅和端口有關，按照socket的語義，bind一個地址需要同時提供IP地址和端口。
因此，在實現上，我們要區分開哪些是TCP規定的，哪些是socket規定的：
- socket必須按照地址族進行分類，比方說IPv4 socket，IPv6 socket。
- 偵聽某個端口的TCP不能區分連接來自IPv4地址還是IPv6地址。
IPv4 socket是AF_INET族，IPv6 socket是AF_INET6族，我討厭術語，就不說這些了。
在實現上，Linux顯然用同一張hash表保存包括IPv4，IPv6在內的所有偵聽socket，無論是IPv4還是IPv6的偵聽socket，在bind的最終，均會以其bind的端口爲鍵值插入到同一張hash表中，注意，這張hash表和IP地址完全無關。
當TCP連接到來的時候，協議棧會提取數據包的目標端口，以此爲鍵值來查詢唯一的這張保存偵聽socket的hash表，我們假設找到了一個匹配的IPv6 socket，並且該socket bind的是in6addr_any地址，那麼問題來了：
- 如果來源連接是一個IPv6報文，顯然是可以成功建立連接的。
- 如果來源連接是一個IPv4報文，能不能讓它建立連接呢？
這就要看如何理解 in6addr_any地址 了，即 "0:0:0:0:0:0:0:0" 這個IPv6地址包括不包括IPv4的 "0.0.0.0" ，對於Linux系統，在 bindv6only 關閉的情況下，答案顯然是肯定的。所以，當一個IPv6 socket在bind in6addr_any之後偵聽的話，無論是使用IPv4還是使用IPv6，均可以成功建立連接。
比如我用以下的代碼bind了一個IPv6地址：
inet_pton(AF_INET6, "0:0:0:0:0:0:0:0", (struct sockaddr_in6 *)&srvaddr.sin6_addr);
srvaddr.sin6_port = htons(1234);
bind(lsd, (struct sockaddr*)&srvaddr, sizeof(srvaddr));
listen(lsd, 10);
然後我用一個IPv4地址去連接：
telnet 192.168.56.101 1234
偵聽端接受連接請求後會將來源地址解析成來源IPv4地址的IPv4-Mapped地址 "::ffff:192.168.56.102" 你用netstat去查看該連接，顯示的依然是IPv4連接：
tcp6 0 0 192.168.56.101:1234 192.168.56.102:52802 ESTABLISHED 29047/./a.out
現在細節已經很清楚了，問題是，在保留bindv6only爲0的前提下，如何讓IPv6 socket不再接受IPv4的連接呢？
倒也不難，方法是：
- IPv6 socket啓用reuseport，再創建一個IPv4 socket，bind到0.0.0.0的同一個端口即可。
如此一來，即使是IPv6 socket在in6addr_any上偵聽，它也不會接受IPv4的連接了，IPv4的連接完全由IPv4 socket來處理。
這個在Linux的實現中非常有意思，因爲它太簡單了。簡單說就是，對於偵聽同一個端口的情況：
- IPv6 socket插入到hash鏈表的末尾。
- IPv4 socket插入到hash鏈表的頭部。
- 偵聽socket的查找從hash鏈表頭部開始遍歷。
顯然，偵聽同一個端口的IPv4 socket和IPv6 socket不可能在同一個reuseport組，它們只能按照自己在鏈表中的位置被遍歷。因此，如果來了IPv4的連接請求，在遍歷到IPv6 socket之前，首先會命中IPv4 socket。
簡單的邏輯不必說太多。
OpenBSD與Linux不同，它不允許IPv4報文被IPv6 socket處理，即便該IPv6 socket已經bind了in6addr_any地址，也要各管各的。OpenBSD的這種實現方式與Linux相比，到底是更簡單了還是更復雜了呢？
不得而知。
本來是還想再聊聊IPv4-Mapped地址的，特別是和安全相關的issue，但是時間不允許了，詳情看這裏：https://lwn.net/Articles/8646/
浙江溫州皮鞋溼，下雨進水不會胖。