c - 使用C使用TCP连接到端口

Question

我对套接字和任何类型的网络编程都是99％的新手，所以请多多包涵。

我的目标是连接到本地计算机(192.168.0.1)上的端口(在这种情况下为2111)。从那里，我正计划发送和接收基本信息，但是那是另一天。

我目前已经尝试过:

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int sd;
    int port;
    int start;
    int end;
    int rval;
    struct hostent *hostaddr;
    struct sockaddr_in servaddr;

    start = 2111;
    end   = 2112;
    for(port = start; port <= end; port++)
    {
        sd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
        if(sd == -1)
        {
            perror("Socket()\n");
            return (errno);
        }

        memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));

        servaddr.sin_family = AF_INET;
        servaddr.sin_port = htons(port);

        hostaddr = gethostbyname("192.168.0.1");

        memcpy(&servaddr.sin_addr, hostaddr->h_addr, hostaddr->h_length);

        rval = connect(sd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
        if(rval == -1)
        {
            printf("Port %d is closed\n", port);
            close(sd);
        }
        else printf("Port %d is open\n", port);

        close(sd);
    }

    return 0;
}

但是，我的 connect()调用挂起约90秒，然后返回-1。

该设备直接连接到Mac Mini的以太网端口，并且制造商已确认该端口为2111或2112。

我究竟做错了什么？另外，它可以采用ELI5(就像我5岁时那样解释)格式吗？我举几个例子要好得多。

Answer 1

当您调用connect()连接到主机时，您的计算机将发送SYN数据包以开始TCP连接的three-way handshake。从这里开始，有3种可能的情况:

如果对等方正在该端口上监听，它将以SYN + ACK数据包作为响应，您的计算机以最终的ACK作为响应，并且连接已建立-connect()成功返回。

如果对等方不在该端口上监听，它将以类型和代码表示该端口已关闭的ICMP数据包作为响应，这会导致connect()调用几乎立即失败，并显示错误ECONNREFUSED(连接被拒绝)。在正常情况下，这需要1个网络往返时间(RTT)，通常为数十或数百毫秒。

如果您的计算机从未收到适当的SYN + ACK TCP数据包或连接被拒绝的ICMP数据包，则它假定其原始SYN数据包已被某个地方的网络丢弃，并将尝试多次重新发送SYN数据包，直到获得其中一个数据包为止。 back或遇到与操作系统有关的超时，此时connect()调用失败，并显示ETIMEDOUT。这通常是1-2分钟，具体取决于操作系统及其TCP设置。

您显然正在处理第3个案例。这可能是由几个不同的问题引起的:

您的原始SYN数据包已在网络中丢失，可能是由于链路故障，路由器重载或防火墙

对等方的SYN + ACK或ICMP响应数据包在网络中丢失，可能是由于链路故障，路由器重载或防火墙

目的地地址可能无法路由/无法访问

对等方可能根本无法正确响应SYN + ACK或ICMP数据包

如果您是直接通过以太网连接到设备，则排除＃1和＃2。 ＃4是可能的，但我认为＃3是最可能的解释。

简要介绍数据包路由

您的计算机具有多个网络接口(interface)-以太网(有时为多个以太网接口(interface))，Wi-Fi，环回设备，VPN隧道等。每当您创建套接字时，都必须将其绑定(bind)到一个或多个特定的网络接口(interface)，以便进行连接。操作系统知道实际通过哪个NIC发送数据包。对于服务器的监听套接字，通常绑定(bind)到所有网络接口(interface)(以监听所有接口(interface))，但是也可以绑定(bind)到特定的网络接口(interface)以仅监听该接口(interface)。

对于客户端套接字，将它们连接到其他对等端时，通常不会将它们绑定(bind)到特定接口(interface)。默认情况下，您的计算机使用其内部路由表以及目标IP地址来确定要使用的网络接口(interface)。例如，如果您有一台具有两个NIC的网关计算机，其中一个通过IP 54.xyz连接到公共(public)互联网，而另一个通过IP 192.168.1.1连接到内部专用网络，则该计算机将路由表极有可能说“对于发往192.168.0.0/16的数据包，请使用NIC 2，对于所有其他数据包，请使用NIC 1”。如果要绕过路由表，可以通过在调用 bind()之前在套接字上调用 connect()来将套接字绑定(bind)到所需的网络接口(interface)。

全部放在一起

那么，这对您意味着什么呢？

首先，确保192.168.0.1实际上是您应该连接的正确目标地址。该地址如何确定？您的计算机是否充当DHCP服务器，以将该地址分配给另一台主机？该主机是否使用静态IP配置？

接下来，确保您的路由表正确。如果另一台计算机为其自身分配了静态IP，则很可能是您的Mac不知道如何路由到该目的地，并且可能正在尝试通过错误的接口(interface)进行路由。您可以使用 route(8) utility在Mac OS X上手动调整路由，但是每次重新启动时都会重置这些路由。 this blog post显示了一个示例，该示例使用启动项在启动时自动添加新路由。您将要使用与连接到目标主机的以太网接口(interface)关联的IP地址。

另外，除了使用路由表之外，您还可以在套接字上调用 bind()，然后再将 connect()绑定(bind)到要使用的接口(interface)的本地地址，但这不适用于其他程序，除非它们也提供了该功能。例如， curl(1)实用程序使您可以传递 --interface <name>命令行标志来指示它绑定(bind)到特定接口(interface)。