聶永的博客

第二個遇到的問題：端口數量受限

一般來說，單獨對外提供請求的服務不用考慮端口數量問題，監聽某一個端口即可。但是向提供代理服務器，就不得不考慮端口數量受限問題了。當前的1M并發連接測試，也需要在客戶端突破6萬可用端口的限制。

單機端口上限為65536

端口為16進制，那么2的16次方值為65536，在linux系統里面，1024以下端口都是超級管理員用戶（如root）才可以使用，普通用戶只能使用大于1024的端口值。
系統提供了默認的端口范圍：

cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
32768 61000

大概也就是共61000-32768=28232個端口可以使用，單個IP對外只能發送28232個TCP請求。
以管理員身份，把端口的范圍區間增到最大：

echo "1024 65535"> /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range

現在有64511個端口可用.
以上做法只是臨時，系統下次重啟，會還原。 更為穩妥的做法是修改/etc/sysctl.conf文件，增加一行內容

net.ipv4.ip_local_port_range= 1024 65535

保存，然后使之生效：

sysctl -p

現在可以使用的端口達到64510個（假設系統所有運行的服務器是沒有占用大于1024的端口的，較為純凈的centos系統可以做到），要想達到50萬請求，還得再想辦法。

增加IP地址

一般假設本機網卡名稱為 eth0，那么手動再添加幾個虛擬的IP：

ifconfig eth0:1 192.168.190.151
ifconfig eth0:2 192.168.190.152 ......

或者偷懶一些：

for i in `seq 1 9`; do ifconfig eth0:$i 192.168.190.15$i up ; done

這些虛擬的IP地址，一旦重啟，或者 service network restart 就會丟失。

為了模擬較為真實環境，在測試端，手動再次添加9個vmware虛擬機網卡，每一個網卡固定一個IP地址，這樣省去每次重啟都要重新設置的麻煩。

192.168.190.134
192.168.190.143
192.168.190.144
192.168.190.145
192.168.190.146
192.168.190.147
192.168.190.148
192.168.190.149
192.168.190.150
192.168.190.151

在server服務器端，手動添加橋接網卡和NAT方式網卡

192.168.190.230
192.168.190.240
10.95.20.250

要求測試端和服務器端彼此雙方都是可以ping通。

網絡四元組/網絡五元組

四元組是指的是

{源IP地址，源端口，目的IP地址，目的端口}

五元組指的是（多了協議）

{源IP地址，目的IP地址，協議號，源端口，目的端口}

一個TCP連接的套接字對(socket pari)是一個定義該連接的兩個端點的四元組，即本地IP地址、本地TCP端口號、外地IP地址、外地TCP端口號。套接字對唯一標識一個網絡上的每個TCP連接。

......

標識每個端點的兩個值（IP地址和端口號）通常稱為一個套接字。

以下以四元組為準。在測試端四元組可以這樣認為：

{本機IP地址，本機端口，目的IP地址，目的端口}

請求的IP地址和目的端口基本上是固定的，不會變化，那么只能從本機IP地址和本機端口上考慮，端口的范圍一旦指定了，那么增加IP地址，可以增加對外發出的請求數量。假設系統可以使用的端口范圍已經如上所設，那么可以使用的大致端口為64000個，系統添加了10個IP地址，那么可以對外發出的數量為 64000 * 10 = 640000，數量很可觀。

只有{源IP地址，源端口}確定對外TCP請求數量

經測試，四元組里面，只有{源IP地址，源端口}才能夠確定對外發出請求的數量，跟{目的IP地址，目的端口}無關。

測試環境

在server端，并且啟動./server兩次，分別綁定8000端口和9000端口

./server -p 8000
./server -p 9000

本機IP、端口綁定測試程序

這里寫一個簡單的測試綁定本機IP地址和指定端口的客戶端測試程序。

可以看到libevent-*/include/event2/http.h內置了對綁定本地IP地址的支持：

/** sets the ip address from which http connections are made */
void evhttp_connection_set_local_address(struct evhttp_connection *evcon,
const char *address);

不用擔心端口，系統自動自動隨機挑選，除非需要特別指定：

/** sets the local port from which http connections are made */
void evhttp_connection_set_local_port(struct evhttp_connection *evcon,
ev_uint16_t port);

編譯

gcc -o client3 client3.c -levent

client3運行參數為

• -h 遠程主機IP地址
• -p 遠程主機端口
• -c 本機指定的IP地址(必須可用)
• -o 本機指定的端口(必須可用)

測試用例，本機指定同樣的IP地址和端口，但遠程主機和IP不一樣.
在一個測試端打開一個終端窗口1，切換到 client3對應位置

./client3 -h 192.168.190.230 -p 8000 -c 192.168.190.148 -o 4000

輸出為

remote host is 192.168.190.230
remote port is 8000
local ip is 192.168.190.148
local port is 4000
>Chunks: 1 Bytes: 505

再打開一個測試端終端窗口2，執行：

./client3 -h 192.168.190.240 -p 9000 -c 192.168.190.148 -o 4000

窗口2程序，無法執行，自動退出。
接著在窗口2終端繼續輸入：

./client3 -h 192.168.190.230 -p 8000 -c 192.168.190.148 -o 4001

注意，和窗口1相比，僅僅改變了端口號為4001。但執行結果，和端口1輸出一模一樣，在等待接收數據，沒有自動退出。

剩下的，無論怎么組合，怎么折騰，只要一對{本機IP,本機端口}被占用,也就意味著對應一個具體的文件句柄，那么其它程序將不能夠再次使用。

Java怎么綁定本地IP地址？

java綁定就很簡單，但有些限制，不夠靈活，單純從源碼中看不出來，api doc可以告訴我們一些事情。 打開JDKAPI1_6zhCN.CHM，查看InetSocketAddress類的構造函數說明：

public InetSocketAddress(InetAddress addr, int port)
根據 IP 地址和端口號創建套接字地址。 有效端口值介于 0 和 65535 之間。端口號 zero 允許系統在 bind 操作中挑選暫時的端口。

null 地址將分配通配符 地址。

參數：
addr - IP 地址
port - 端口號
拋出：
IllegalArgumentException - 如果 port 參數超出有效端口值的指定范圍。

---

public InetSocketAddress(String hostname, int port)
根據主機名和端口號創建套接字地址。
嘗試將主機名解析為 InetAddress。如果嘗試失敗，則將地址標記為未解析。

如果存在安全管理器，則將主機名用作參數調用其 checkConnect 方法，以檢查解析它的權限。這可能會導致 SecurityException 異常。

有效端口值介于 0 和 65535 之間。端口號 zero 允許系統在 bind 操作中挑選暫時的端口。

參數： hostname - 主機名
port - 端口號
拋出：
IllegalArgumentException - 如果 port 參數超出有效端口值的范圍，或者主機名參數為 null。
SecurityException - 如果存在安全管理器，但拒絕解析主機名的權限。
另請參見：
isUnresolved()

InetSocketAddress的兩個構造函數都支持，看情況使用。注意int port傳遞值為0，即可做到系統隨機挑選端口。追蹤一下源代碼，發現最終調用

private native void socketBind(InetAddress address, int port) throws IOException;

如何查看socketBind的原始C代碼，我就不清楚了，您若知曉，希望指教一下。 構造一個InetSocketAddress對象：

SocketAddress localSocketAddr = new InetSocketAddress("192.168.190.143", 0);

然后傳遞給需要位置即可。諸如使用netty連接到某個服務器上，在connect時指定遠方地址，以及本機地址

ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress, SocketAddress localAddress) Attempts a new connection with the specified remoteAddress and the specified localAddress.

Netty 客戶端連接API見：

struct sockaddr_in clnt_addr;
....
clnt_addr.sin_family = AF_INET;
clnt_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //綁定本機IP地址
clnt_addr.sin_port = htons(33333); //綁定本機端口
if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &clnt_addr,
sizeof(clnt_addr)) < 0) error("ERROR on binding");
if (connect(sockfd,(struct sockaddr *) &serv_addr,sizeof(serv_addr)) < 0) error("ERROR connecting");
.......

更完整例子，可以參考 http://stackoverflow.com/questions/4852256/need-a-complete-snippet-example-of-binding-tcp-client-socket

有關端口的問題，到此為止，下一篇，回到測試。