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如果没有 listen，能否建立 TCP 连接？

Linux码农 2023-03-28 原文
在 TCP 网络通信过程中，我们都是先有 server 端调用 listen 监听某个端口号，然后 client 向 server 发起连接请求，最终建立起连接。

那么，要是没有一端进行监听，是否可以建立起 TCP 连接呢？

对于 TCP 来讲，一条链路的建立是通过三次握手来完成，而三次握手的过程是由内核完成的，显然三次握手应用程序是无法干扰的。

因此我们可能会想到使用原始套接字来接收 IP 报文，通过应用层来构造三次握手报文来完成三次握手的过程，但是该方法是行不通的，因为原始套接字在收到对端的回应报文 syn+ack 报文时，系统会自动给对端回应 RST 报文中断连接。 该现象原来的文章分析过，本文不在分析。若要实现套接字的三次握手成功，需要解决系统自动回应 RST 报文，比如通过 iptable 过滤掉 RST 报文。

在TCP的三次握手中，client 收到对端回应的 syn+ack 报文后，之所以能找到对应的套接口，是因为在 connect 时根据端口号把套接字加入到 tcp_hashinfo.ehash 的 hash 表中。而原始套接字会自动回复 RST 报文，就是没有在 hash 表中加入套接字，导致找不到套接字。

因此我们可以得到，只要避免找不到套接字就可以完成链路的建立。所以，两端同时打开套接字也可完成链路的建立，并不需要其中一端进行 listen。

同时连接

测试步骤就是2台机器各自绑定一个本地地址和端口号，然后同时向对端绑定的端口发送connect 请求，具体例子不再贴出。

在同时连接中，两端同时发送 SYN 报文而进入 SYN_SENT 状态；当每一端收到 SYN 后状态变为 SYN_RCVD, 发送 SYN 并对收到的 SYN 进行确认；当双方都收到对端的 SYN 及相应的 ACK, 状态变迁为 ESTABLISHED。状态变迁过程如下：

以上是两端互相 connect 完成链路的建立，若要去掉两端，我们也可以实现connect 本端绑定的IP和端口号。

使用 nc 测试一个 自己连接自己的 TCP 连接

# nc 10.115.20.30 1234 -p 1234
# netstat -anp | grep 1234
tcp 0 0 10.115.20.30:1234 10.115.20.30:1234 ESTABLISHED 2050/nc
上述可以看到源端口号等于目的端口号，并且也完成链路的建立。

# strace nc 10.115.20.30 1234 -p 1234
execve("/usr/bin/nc", ["nc", "10.115.20.30", "1234", "-p", " 1234"], [/* 31 vars */]) = 0
brk(NULL) = 0x23d4000
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f213f394000

...

munmap(0x7f213f393000, 4096) = 0
open("/usr/share/ncat/ca-bundle.crt", O_RDONLY) = -1 ENOENT (No such file or directory)
socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP) = 3
fcntl(3, F_GETFL) = 0x2 (flags O_RDWR)
fcntl(3, F_SETFL, O_RDWR|O_NONBLOCK) = 0
setsockopt(3, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, [1], 4) = 0
bind(3, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(1234), sin_addr=inet_addr("0.0.0.0")}, 16) = 0
//bind后直接就是connect，并没有进行listen
connect(3, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(1234), sin_addr=inet_addr("10.115.20.30")}, 16) = -1 EINPROGRESS (Operation now in progress)
select(4, [3], [3], [3], {10, 0}) = 1 (out [3], left {9, 999998})
getsockopt(3, SOL_SOCKET, SO_ERROR, [0], [4]) = 0
select(4, [0 3], [], [], NULL
从跟踪结果来看，自己连接自己（公用同一个socket）完成了链路的建立。

自己连接自己只是同时连接中的一个特例。

listenTCPspancolorstyle网络通信技术$TCP 连接网络通信

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