"因为TCP端口号是16位无符号整数, 最大65535, 所以一台服务器最多支持65536个TCP socket连接。"
一个非常经典的误解! 即使是有多年网络编程经验的人, 也会持有这个错误结论。
要戳破这个错误结论, 可以从理论和实践两方面来。
理论
系统通过一个四元组来唯一标识一条TCP连接. 这个四元组的结构是{local_ip, local_port, remote_ip, remote_port}, 对于IPv4, 系统理论上最多可以管理2^(32+16+32+16), 2的96次方个连接。
因为对于同一台服务器来说, 一般只有一个 local_ip, 那么, 同一台服务器可以管理 2^(16+32+16) 个连接. 而一个服务(进程, 如 Nginx 进程)一般只监听一个 local_port, 那么, 同一台服务就可以管理 2^(32+16) 个连接. 而如果从一台远端机器(所谓的 client)来连接这台服务器上的一个服务, 那么 local_ip, local_port, remote_ip 这3个变量是固定的, 那么, 就只能建立 2^16=65536 个连接了. 这就是经典的误解的来源!
如果不仅仅考虑TCP, 则是一个五元组, 加上协议号(TCP, UDP或者其它)。
实践
服务器绑定一个ip:port, 然后accept连接, 所有accept的连接使用的本地地址也是同样的ip:port。也就是说一般情况下remote_ip和remote_port不受限制，可以达到 2^(32+16) 个连接. （理论上经过NAT以后server端看到的remote_ip会变少）
比如浏览器可以通过高位端口从公网IP或者经过NAT之后访问www.baidu.com,而对于百度单个IP上的服务器而言，nginx绑定的ip和port固定。
扩展内容
如果某个客户端向同一个TCP端点(ip:port)发起主动连接, 那么每一条连接都必须使用不同的本地TCP端点, 如果客户端只有一个IP则是使用不同的本地端口, 该端口的范围在*nix系统上的一个例子是32768到61000, 可以通过如下命令查看:
[root@localhost ~]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range 32768 61000
也就是说, 一个客户端连接同一个服务器的同一个ip:port(比如进行压力测试), 最多可以发起30000个左右的连接。
TCP客户端(TCP的主动发起者)可以在同一ip:port上向不同的服务器发起主动连接, 只需在bind之前对socket设置SO_REUSEADDR选项。
系统支持的最大打开文件描述符数(包括socket连接):
[root@localhost ~]# cat /proc/sys/fs/file-max
580382
单个进程所能打开的最大文件描述符数:
[root@localhost ~]# ulimit -n
1024
结论
无论是对于服务器还是客户端, 认为"一台机器最多建立65536个TCP连接"是没有根据的, 理论上远远超过这个值。
另外, 对于client端, 操作系统会自动根据不同的远端 ip:port, 决定是否重用本地端口。