聊一聊服务器和客户端会话过程中的端口

之前在TCP/IP的网络通信的学习中，主要关注的都是高并发，高性能的方面，忽略了一些基本的概念，特别是端口这个东西，这个东西在服务器开发过程中可能看起来也不是很麻烦，在服务器上就是一个bind(),在客户端指定一下目标端口就行了，也没有太深入理解其中的东西，今天就来好好的总结梳理一下。

还是以服务器和客户端的会话为例，什么是端口呢？如果把IP地址比作一间房子 ，端口就是出入这间房子的门。真正的房子只有几个门，但是一个IP地址的端口 可以有65536（即：256×256）个之多！端口是通过端口号来标记的，端口号只有整数，范围是从0 到65535（256×256-1）。端口其实就是队，操作系统为各个进程分配了不同的队，数据包按照目的端口被推入相应的队中，等待被进程取用，在极特殊的情况下，这个队也是有可能溢出的，不过操作系统允许各进程指定和调整自己的队的大小。一个数据包包括了文件，ip，和端口号，ip是为了服务器可以找到你的主机，端口号是你接受数据包的门户， 而所谓的端口监听，是指主机网络进程接受到IP数据包后，察看其的目标端口是不是自己的端口号，如果是的话就接受该数据包进行处理。

在服务器和客户端通信过程中，socket通信的双方自己决定自己要用什么端口，服务器端只能决定自己listen的是哪个端口，不能决定客户端的端口；客户端也只能决定自己的端口，当然，因为它是主动连接的，所以它知道对方的端口号，但它也不能把对方的服务移到别的端口上面去。端口号是用来区分相同主机上的不同socket的，它相当于socket在本机这一端的名字，一个端口只能bind一次，占用了之后同时就不能再给别人用了，这么宝贵的资源都要留给listen的一方，主动连接的一方一般去用那些操作系统随机分配的端口号。bind也可以指定端口号为0，这种情况下就是随机绑定一个没有使用过的端口号，可以用来在建立连接之前就确定本端的端口号。作为listen的一方，所有被动建立起来的连接的本端端口都是listen的端口。只有源IP、源端口、目的IP、目的端口还有协议号都完全相同才会认为是同一个socket，所以被动建立连接的socket源端口号不同，目的端口号是可以相同的。

我们在linux环境来查看一下端口使用情况：

输入命令netstat -tunap(-t 表示显示tcp相关 -u表示显示udp相关 -n表示拒绝显示别名，能显示数字全部转换为数字 -a表示显示所有状态的，-l则表示显示listen状态的 不输入则表示显示established状态的 -p表示显示建立相关链接的程序名)，效果如下

在ip地址后的冒号，如这个，0.0.0.0表示ip，表示111端口号。

什么时候需要使用到端口这个东西呢？

1、采用TCP通信时，客户端不需要bind()他自己的IP和端口号，而服务器必须要bind()自己本机的IP和端口号;

2、若采用UDP通信时（这里是有客户端和服务器之分才这么说的，若是指定特定端口的UDP对等通信则不一样了），客户端也可以不需要bind（）他自己的IP和端口号，而服务器需要bind自己IP地址和端口号；

再说下客户端用不用bind的区别

无连接的socket的客户端和服务端以及面向连接socket的服务端通过调用bind函数来配置本地信息。使用bind函数时，通过将my_addr.sin_port置为0，函数会自动为你选择一个未占用的端口来使用。
  Bind()函数在成功被调用时返回0；出现错误时返回"-1"并将errno置为相应的错误号。需要注意的是，在调用bind函数时一般不要将端口号置为小于1024的值，因为1到1024是保留端口号，你可以选择大于1024中的任何一个没有被占用的端口号。

 有连接的socket客户端通过调用Connect函数在socket数据结构中保存本地和远端信息，无须调用bind()，因为这种情况下只需知道目的机器的IP地址，而客户通过哪个端口与服务器建立连接并不需要关心，socket执行体为你的程序自动选择一个未被占用的端口，并通知你的程序数据什么时候打开端口。（当然也有特殊情况，linux系统中rlogin命令应当调用bind函数绑定一个未用的保留端口号，还有当客户端需要用指定的网络设备接口和端口号进行通信等等）

总之：
1.需要在建连前就知道端口的话，需要 bind 
2.需要通过指定的端口来通讯的话，需要 bind

再说一个问题，为什么你用浏览器打开一个网站不需要输入端口呢？不是说好客户端访问服务器需要指定端口号的吗？其实，是你的浏览器默认帮助你的ip地址后面加上了:80,80端口是默认的http端口，所以就不需要你输入网址时加端口啦，如果你自己搭建了一个服务器，比如nginx，你把config文件里的listen端口改成其他端口，你看你的浏览器还是否能够不加端口访问。