5.03. bind()- 我在哪個 port?

一旦你有了一個 socket,你會想要將這個 socket 與你本機上的 port 進行關聯[如果你正想要 listen() 特定 port 進入的連線,通常都會這樣做,比如:多人網路連線遊戲在它們告訴你"連線到 192.168.5.10 port 3490"時這麼做]。port number 是用來讓 kernel 可以比對出進入的封包是屬於哪個 process 的 socket descriptor。如果你只是正在進行 connect()[因為你是 client,而不是 server],這可能就不用。不過還是可以讀讀,好玩嘛。
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen);
sockfd 是 socket() 傳回的 socket file descriptor。my_addr 是指向包含你的位址資訊、名稱及 IP address 的 struct sockaddr 之指標。addrlen 是以 byte 為單位的位址長度。

呼!有點比較好玩了。我們來看一個範例,它將 socket bind(綁定)到執行程式的主機上,port 是 3490:
struct addrinfo hints, *res;
int sockfd;

// 首先,用 getaddrinfo() 載入位址結構:

memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC; // use IPv4 or IPv6, whichever
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
hints.ai_flags = AI_PASSIVE; // fill in my IP for me

getaddrinfo(NULL, "3490", &hints, &res);

// 建立一個 socket:

sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);

// 將 socket bind 到我們傳遞給 getaddrinfo() 的 port:

bind(sockfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen);
使用 AI_PASSIVE 旗標,我可以跟程式說要 bind 它所在主機的 IP。如果你想要 bind 到指定的本地 IP address,捨棄 AI_PASSIVE,並改放一個位址到 getaddrinfo() 的第一個參數。

bind() 在錯誤時也會傳回 -1,並將 errno 設定為該錯誤的值。

許多舊程式都在呼叫 bind() 以前手動封裝 struct sockaddr_in。很顯然地,這是 IPv4 才有的,可是真的沒有辦法阻止你在 IPv6 做一樣的事情,一般來說,使用 getaddrinfo() 會比較簡單。總之,舊版的程式看起來會像這樣:
// !!! 這 是 老 方 法 !!!

int sockfd;
struct sockaddr_in my_addr;

sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

my_addr.sin_family = AF_INET;
my_addr.sin_port = htons(MYPORT); // short, network byte order
my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.12.110.57");
memset(my_addr.sin_zero, '\0', sizeof my_addr.sin_zero);

bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof my_addr);
在上列的程式碼中,如果你想要 bind 到你本機的 IP address[就像上面的 AI_PASSIVE 旗標],你也可以將 INADDR_ANY 指定給 s_addr 欄位。INADDR_ANY 的 IPv6 版本是一個 in6addr_any 全域變數,它會被指定給你的 struct sockaddr_in6 的 sin6_addr 欄位。

[也有一個你能用於變數初始器(variable initializer)的 IN6ADDR_ANY_INIT macro(巨集)]

另一件呼叫 bind() 時要小心的事情是:不要用太小的 port number。全部 1024 以下的 ports 都是保留的[除非你是系統管理員]!你可以使用任何 1024 以上的 port number,最高到 65535[提供尚未被其它程式使用的]。

你可能有注意到,有時候你試著重新執行 server,而 bind() 卻失敗了,它聲稱"Address already in use."(位址使用中)。這是什麼意思呢?很好,有些連接到 socket 的連線還懸在 kernel 裡面,而它佔據了這個 port。你可以等待它自行清除[一分鐘之類],或者在你的程式中新增程式碼,讓它重新使用這個 port,類似這樣:
int yes=1;
//char yes='1'; // Solaris 的使用者用這個

// 可以跳過 "Address already in use" 錯誤訊息

if (setsockopt(listener,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&yes,sizeof(int)) == -1) {
  perror("setsockopt");
  exit(1);
}
最後一個對 bind() 的額外小提醒:在你不願意呼叫 bind() 時。若你正使用 connect() 連線到遠端的機器,你可以不用管 local port 是多少(以 telnet 為例,你只管遠端的 port 就好),你可以單純地呼叫 connect(),它會檢查 socket 是否尚未綁定(unbound),並在有需要的時候自動將 socket bind() 到一個尚未使用的 local port。
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