Linux ソースコードからのソケット (TCP) バインドの詳細な説明

void start_server(){
    // サーバーファイルディスクリプション
    int sockfd_server;
    // fd を受け入れる 
    整数 sockfd;
    呼び出しエラー;
    構造体 sockaddr_in sock_addr;

    sockfd_server = socket(AF_INET、SOCK_STREAM、0);
    メモリセット(&sock_addr,0,sizeof(sock_addr));
    sock_addr.sin_family = AF_INET;
    sock_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    sock_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    // これが今日の焦点です。
    call_err = bind(sockfd_server, (struct sockaddr*)(&sock_addr), sizeof(sock_addr));
    呼び出しエラー == -1 の場合{
        fprintf(stdout,"バインドエラー!\n");
        終了(1);
    }
    // 聞く
    call_err = listen(sockfd_server、MAX_BACK_LOG);
    呼び出しエラー == -1 の場合{
        fprintf(stdout,"listen error!\n");
        終了(1);
    }
}

#include <sys/socket.h>
// 成功した場合は 0 を返し、エラーが発生した場合は -1 を返します
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *myaddr, socklen_t addrlen);

// システムが利用可能なポート番号をランダムに選択するようにします sock_addr.sin_port = 0;
call_err = bind(sockfd_server, (struct sockaddr*)(&sock_addr), sizeof(sock_addr));

// snum が 0 に指定されている場合、ポートはランダムに選択されます inet_csk_get_port(struct sock *sk, unsigned short snum)
{
	......
	// ここで net_random() は疑似乱数である prandom_u32 を使用します。smallest_rover = rover = net_random() % residual + low;
	最小サイズ = -1;
	// snum=0、ポートのブランチをランダムに選択 if(!sum){
		// カーネルパラメータ /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range に対応する、カーネルによって設定されたポート番号の範囲を取得します。 
		inet_get_local_port_range(&low,&high);
		......
		する{
			if(inet_is_reserved_local_port(ローバー)
				goto next_nonlock; // 予約済みのポート番号を選択しない......
			inet_bind_bucket_for_each(tb、&head->chain) は、
				// 選択したいポートローバーと同じポートが同じネットワーク名前空間に存在します
				if (net_eq(ib_net(tb), net) && tb->port == rover) {
					// 既存の sock と新しい sock の両方で SO_REUSEADDR が有効になっており、現在の sock ステータスは listen ではありません
					// または // 既存の sock と新しい sock の両方で SO_REUSEPORT が有効になっていて、両方とも同じユーザーである if (((tb->fastreuse > 0 &&
					      sk->sk_reuse &&
					      sk->sk_state != TCP_LISTEN) ||
					     (tb->fastreuseport > 0 &&
					      sk->sk_reuseport &&
					      uid_eq(tb->fastuid, uid))) &&
					    (tb->num_owners < 最小サイズ || 最小サイズ == -1)) {
					   // ここでは、num_owners が最も小さいポート、つまり同時バインドまたはリッスン要求の数が最も少ないポートを選択します。
					   // so_reuseaddr/so_reuseport を有効にすると、ポート番号 (port) が複数のプロセスで同時に使用される可能性があるため、smallest_size = tb->num_owners;
						最小ローバー = ローバー;
						if (atomic_read(&hashinfo->bsockets) > (高 - 低) + 1 &&
						    !inet_csk(sk)->icsk_af_ops->bind_conflict(sk, tb, false)) {
						    // このブランチに入ると、使用可能なポート番号が不足していることを示します。同時に、現在のポート番号は以前に使用したポートと競合しないため、このポート番号（最小のもの）を選択します。
							snum = 最小ローバー;
							tb_found に移動します。
						}
					}
					// ポート番号が競合しない場合は、このポートを選択します if (!inet_csk(sk)->icsk_af_ops->bind_conflict(sk, tb, false)) {
						snum = ローバー;
						tb_found に移動します。
					}
					次へ進む;
				}
			壊す;
			// 利用可能なポートがすべて通過するまで
		} while (--remaining > 0);
	}
	.......
}

持っている番号:
	inet_bind_bucket_for_each(tb、&head->chain) は、
			if (net_eq(ib_net(tb), net) && tb->port == snum)
				tb_found に移動します。
	}
	tb = NULL;
	tb_not_found へ移動
見つかった:
	// このポートがバインドされている場合
	if (!hlist_empty(&tb->owners)) {
		// 再利用を強制するように設定されている場合、(sk->sk_reuse == SK_FORCE_REUSE) であれば直接成功します。
			成功へ進む;
	}
	if (((tb->fastreuse > 0 &&
		      sk->sk_reuse && sk->sk_state != TCP_LISTEN) ||
		     (tb->fastreuseport > 0 &&
		      sk->sk_reuseport && uid_eq(tb->fastuid, uid))) &&
		    最小サイズ == -1) {
		    // このブランチは、以前にバインドされたポートと現在のソックの両方が再利用に設定されており、現在のソックの状態が listen ではないことを示します。
			// または、reuseport と uid の両方が同時に設定されます (reuseport を設定した後、同じポートを同時にリッスンできることに注意してください)
			成功へ進む;
	} それ以外 {
			戻り値 1;
			// ポートが競合していないか確認する if (inet_csk(sk)->icsk_af_ops->bind_conflict(sk, tb, true)) {
				if (((sk->sk_reuse && sk->sk_state != TCP_LISTEN) ||
				     (tb->fastreuseport > 0 &&
				      sk->sk_reuseport && uid_eq(tb->fastuid, uid))) &&
				    最小サイズ != -1 && --試行回数 >= 0) {
				    // 競合が発生しているが、再利用非リッスン状態が設定されているか、再利用ポートが設定されていて同じユーザーの下にある場合は、 spin_unlock(&head->lock); を再試行できます。
					もう一度行きます。
				}

				fail_unlock に移動します。
			}
			// 競合はありません。次のロジックに従ってください }
見つかりません:
	if (!tb && (tb = inet_bind_bucket_create(hashinfo->bind_bucket_cachep,
					ネット、ヘッド、snum)) == NULL)
			fail_unlock に移動します。
	// fastreuse を設定する
	//fastreuseport を設定する
成功：
	......
	// 現在のソックをtb->owner、およびtb->num_owners++にリンクします
	inet_bind_hash(sk, tb, snum);
	戻り値 0;
	// バインド（バインディング）成功を返す return ret;

inet_csk(sk)->icsk_af_ops->bind_conflict、inet_csk_bind_conflict とも呼ばれる
int inet_csk_bind_conflict(const struct sock *sk,
			   const struct inet_bind_bucket *tb、bool リラックス){
	......
	sk_for_each_bound(sk2, &tb->owners) {
			// この判断は、次の内部分岐に入るには同じインターフェース（dev_if）を使用する必要があることを示しています。つまり、同じインターフェース上にないポートは、（sk != sk2 &&の場合）競合しません。
		    !inet_v6_ipv6only(sk2) &&
		    (!sk->sk_bound_dev_if ||
		     !sk2->sk_bound_dev_if ||
		     sk->sk_bound_dev_if == sk2->sk_bound_dev_if)) 
		     {
		     	if ((!再利用 || !sk2->sk_reuse ||
			    sk2->sk_state == TCP_LISTEN) &&
			    (!再利用ポート || !sk2->sk_再利用ポート ||
			    (sk2->sk_state != TCP_TIME_WAIT &&
			     !uid_eq(uid, sock_i_uid(sk2))))) {
			   // 一方のパーティが再利用を設定せず、sock2 が listen 状態の場合 // 同時に、一方のパーティが再利用ポートを設定せず、sock2 が time_wait 状態ではなく、2 つの uid が異なります const __be32 sk2_rcv_saddr = sk_rcv_saddr(sk2);
				sk2_rcv_saddr の場合、 sk_rcv_saddr(sk) の場合、
				 	 // IP アドレスが同じなので競合とみなされます sk2_rcv_saddr == sk_rcv_saddr(sk))
					壊す;
			}
			// 非リラックス モードでは、IP アドレスが同じ場合にのみ競合と見なされます......
		  	sk2 != NULL を返します。
	}
	......
}

 setsockopt(sockfd_server、SOL_SOCKET、SO_REUSEADDR、&(int){1}、sizeof(int));
 setsockopt(sockfd_server、SOL_SOCKET、SO_REUSEPORT、&(int){1}、sizeof(int));

 // Java 8ではネイティブソケットはso_reuseportをサポートしません
 ServerSocket サーバー = 新しい ServerSocket(ポート);
 server.setReuseAddress(true);

(!再利用 || !sk2->sk_reuse ||
			    sk2->sk_state == TCP_LISTEN) /* 再利用ポートを一時的に無視する */){
	// 一方の当事者が設定していない}

if(!reuseport || !sk2->sk_reuseport ||
			    (sk2->sk_state != TCP_TIME_WAIT &&
			     !uid_eq(uid、sock_i_uid(sk2))

tcp_v4_rcv
	|->__inet_lookup_skb 
		|->__inet_lookup
			|->__inet_lookup_listener
 /* スコアリングと疑似乱数を使用して listen sock を選択します */
構造体 sock *__inet_lookup_listener(......)
{
	......
	if (スコア > 彼のスコア) {
			結果 = sk;
			hiscore = スコア;
			再利用ポート = sk->sk_reuseport;
			if (reuseport) {
				phash = inet_ehashfn(net, daddr, hnum,
						     saddr、スポーツ);
				一致 = 1;
			}
		} そうでない場合 (スコア == hiscore && 再利用レポート) {
			一致++;
			(((u64)phash * が一致する場合) >> 32 == 0)
				結果 = sk;
			phash = next_pseudo_random32(phash);
		}
	......
}

http {
     サーバー{
          80 再利用レポートを聴く;
          server_name ローカルホスト;
          # ...
     }
}

ストリーム {
     サーバー{
          12345 再利用レポートを聴く;
          # ...
     }
}