Server端bind本机IP地址使用INADDR_ANY

如果bind绑定的是INADDR_ANY,即表示所有发送到服务器的这个端口,不管是哪个网卡/哪个IP地址接收到的数据,都由这个服务端进程进行处理。

一般情况下,如果你要建立网络服务器应用程序,则你要通知服务器操作系统:请在某地址 xxx.xxx.xxx.xxx上的某端口 yyyy上进行侦听,并且把侦听到的数据包发送给我。这个过程,你是通过bind()系统调用完成的。——也就是说,你的程序要绑定服务器的某地址,或者说:把服务器的某地址上的某端口占为已用。服务器操作系统可以给你这个指定的地址,也可以不给你。

如果你的服务器有多个网卡(每个网卡上有不同的IP地址),而你的服务(不管是在udp端口上侦听,还是在tcp端口上侦听),出于某种原因:可能是你的服务器操作系统可能随时增减IP地址,也有可能是为了省去确定服务器上有什么网络端口(网卡)的麻烦 —— 可以要在调用bind()的时候,告诉操作系统:“我需要在 yyyy 端口上侦听,所有发送到服务器的这个端口,不管是哪个网卡/哪个IP地址接收到的数据,都是我处理的。”这时候,服务器程序则在0.0.0.0这个地址上进行侦听。例如:

Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address (state)

……

udp4 0 0 *.7913 *.*

udp4 0 0 *.7911 *.*

tcp4 0 0 *.ftp *.* LISTEN

……

……

以上这些是网络侦听的情况,其中Local Address 为 “*.ftp”、“*.7911”等,代表了服务程序绑定了服务器的所有网卡。

好了,你明白了侦听INADDR_ANY是什么意思了,那么,我的服务器有N个IP地址,会不会收到重复的数据包?收到数据包后,是不是会重复回复客户端呢?

答案是:不会收到重复的数据包,也不会重复发送数据。

为什么呢?因为路由的关系,从客户端来的IP包只可能到达其中一个网卡。同时在服务器进程发送数据时,操作系统根据自身维护着的路由表,决定IP数据包应该从哪一个outbound的gateway向目标端发送。根据gateway选择的不同,也就决定了从哪一个网卡/哪个IP地址发送。

为什么不会接收到重复的数据包呢?

答:因为客户端只向你的服务器上的唯一一个IP地址发送数据了。

为什么不会重复发送数据包呢?

答:因为发送数据包的路由(路径)是唯一的。如果服务器不知道在发送数据的时候应该向哪个地址发送数据,那么数据就会被发送到“默认网关”上。

如何选择发送数据的路径呢?

答:依照路由表的要求发送。

如果路由表的记录有重复/有冲突呢,这时候如何选择路径呢?

答:路由表记录有优先级别。一般来说,Windows操作系统的路由表记录,如果是重复的话,以后来加入的记录为准,而某些操作系统,象linux/FreeBSD是不允许加入重复的路由表记录的;

如果是专用的路由器,有路由选择算法,一般来说,到达网络上的某一点的路径是可以有很多条的。路由选择算法可以确定“最好的一条路径”,这条路径要么是延时最小的,要么是通讯费用最低的,要么是带宽最高的,要么是跳点最小的——究竟是如何选择,就看路由器的管理员如何配置了。

对于客户端如果绑定INADDR_ANY,情况类似。对于TCP而言,在connect()系统调用时将其绑定到一具体的IP地址。选择的依据是该地址所在子网到目标地址是可达的(reachable). 这时通过getsockname()系统调用就能得知具体使用哪一个地址。对于UDP而言, 情况比较特殊。即使使用connect()系统调用也不会绑定到一具体地址。这是因为对UDP使用connect()并不会真正向目标地址发送任何建立连接的数据,也不会验证到目标地址的可达性。它只是将目标地址的信息记录在内部的socket数据结构之中,供以后使用。只有当调用sendto()/send()时,由系统内核根据路由表决定由哪一个地址(网卡)发送UDP packet.

P.S.

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在IP层中有一个路由表:

在MSDOS窗口可以运行命令:netstat -r

来显示路由表。根据路由表的条目从指定的网卡发送数据。

ARP缓存用:arp -a

来显示。

通常以太网帧的目的MAC地址,是下一跳的MAC地址。

 

 

在Server端bind本机IP地址和端口的时候,有些程序会使用INADDR_ANY这个地址来取代本机地址。这是为什么呢? 
加了printf把INADDR_ANY打印出来看了一下,居然是零。 
查了一些资料和代码,MAC中INADDR_ANY是定义在in.h中的:

#define INADDR_ANY      (u_int32_t)0x00000000

所以打印出来是零。

那么,这个宏定义到底是什么含义呢? 
这个宏能够让程序员在不知道本机IP地址的情况下,使用它来代表本机所有接口的IP地址。也就是说,使用这个宏作为监听地址的话,不管本机有多少个接口,socket都会监听。 
举个例子,假设一个主机有inter1,inter2,,inter3三个接口,如果一个socket绑定了INADDR_ANY的地址和8000的端口,那么,从客户端过来的一个UDP包到达该主机,不管客户端connect的是inter1,inter2,inter3中的哪个地址,都会被该socket接收到。如果此时主机还要再建立一个新的socket,使用inter1接口和端口8000,将会失败,因为这个端口和地址已经被第一个socket监听了。

上面是接收的情况,那么,发送数据报给客户端的时候呢,到底是用哪个接口发送呢? 
这个就是根据本机路由表的配置情况,选择最合适的路径对应的接口来发送。

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