如何才能将 TCP 连接返回到同一端口？

Question

机器是 RHEL 5.3（内核 2.6.18）。

有时我在 netstat 中注意到我的应用程序已连接，当本地地址和外部地址相同时建立了 TCP 连接。

这里其他人也报告了同样的问题。

症状与链接中描述的相同 - 客户端连接到本地运行的服务器的端口 X 端口。一段时间后，netstat 显示客户端已从 127.0.0.1:X 到 127.0.0.1:X 连接，

这怎么可能？

编辑 01

同时打开导致了问题（非常感谢 Hasturkun）。您可以在从 SYN_SENT 状态转换到 SYNC_RECEIVED 状态的经典 TCP 状态图上看到它

Answer 1

这可能是由于 TCP 同时连接造成的（在 LKML 的这篇文章中提到，另请参阅此处）。

当服务器正在运行时，程序可能会循环尝试连接到动态本地端口范围（可以在 /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range 中看到）内的端口。没有监听该端口。

经过足够多的尝试后，用于连接的套接字可能会绑定到正在连接的同一端口，由于前面提到的同时连接，该连接会成功。您现在神奇地拥有一个连接到自身的客户端

Answer 2

TCP 连接由这个元组（本地地址，本地端口号，外部地址，外部端口号） 唯一标识。不要求本地地址和外部地址，甚至端口号不同（尽管这会非常奇怪）。但对于给定元组，最多有 1 个 TCP 连接具有相同的值。

当计算机连接到自身时，它的本地地址和外部地址几乎总是相同的。毕竟，“本地”端和“外部”端实际上是同一台计算机。事实上，当发生这种情况时，您的计算机应该显示两个具有相同“本地”和“外部”地址但端口号相反的连接。例如：

$ ssh localhost

将导致两个连接看起来像这样：

$ netstat -nA inet | fgrep :22
Active Internet connections (w/o servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address        Foreign Address        State      
tcp        0      0 127.0.0.1:56039      127.0.0.1:22           ESTABLISHED 
tcp        0      0 127.0.0.1:22         127.0.0.1:56039        ESTABLISHED 

正如您所看到的，本地地址和外部地址相同，但端口号相反。此 TCP 连接的唯一元组是 (127.0.0.1, 56039, 127.0.0.1, 22)。不会有其他 TCP 连接具有这四个相同的字段。

您看到两个的事实是因为您的计算机是连接的两端。每一端都有自己的观点，哪一端是“外国”，哪一端是“本地”。

您甚至可以在同一端口上连接到自己，虽然这种情况并不常见，但规范并不禁止。下面是一个用 Python 编写的示例程序，它将执行此操作：

import socket
import time

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind(('127.0.0.1', 56443))
s.connect(('127.0.0.1', 56443))
time.sleep(30)

该代码之所以有效，是因为打开 TCP 连接的一种方法是让连接的另一端尝试同时与您打开一个连接。这称为同时 SYN 交换，并链接到 StackOverflow 答案描述了那是关于什么的。

我还有一篇关于使用同步 SYN 交换通过 NAT 的论文，但在这种情况下，来源和外国将完全不同。