【程序设计艺术】TCP和UDP为何可以共用同一端口

网络七层协议：

其中，传输层：

同一台机器的同一个端口只可以被一个进程使用，一般用于tcp，或者udp。那一个进程使用同一个端口同时监听tcp、udp请求，是否可以呢？

答案：可以。

端口可以形象地比喻成 *** 作系统上的编号唯一的文件，应用程序和网络协议可以对其进行i/o *** 作。

但是既然唯一又为何tcp udp可以用相同的端口号呢？这样的话，程序在连接到端口时，怎么知道此时从该端口进来的数据是tcp的还是udp的呢？

是不是可以这样理解？端口的唯一性的标识不是端口号，而是端口号和协议名称的组合，应用程序和协议寻址时就是靠的这个组合？

使用netstat -an自己看看就知道了，IP数据包首部有个叫做协议的字段，指出了上层协议是TCP还是UDP还是其他P。

协议字段（报头检验和前面那个），其值为6，则为TCP；

其值为17，则为UDP。

*** 作系统有能力根据接受的报文的IP字段里面的协议部分判断这个报文是什么报文。

就是说，系统读数据的时候还没有读到上层报文（TCP/UDP）的时候已经知道上层是什么报文了，直接交给相关的内核进程或协议栈处理就可以了。而在同一个协议内部端口号唯一。

从网络层的角度来看，它是不知道端口这个概念的，tcp\udp都是包裹在ip协议内的，ip协议只需要知道ip对应的硬件地址就可以把远端的网络包发送到目的主机上。

端口这个概念是由 *** 作系统划分的。因为内核不可能把所有网络数据都发送给所有的进程，所以为了区分哪些数据该划分给哪些进程，便在传输层的协议中定义了端口。而tcp和udp协议中的端口号占位都是16位，所以 *** 作系统能绑定的端口也就只有65535个。这也解释了为什么linux里设置单个进程所能打开的最大文件描述符数量最好设置为65535。关于文件描述符和端口又有什么关系，下面会进行说明。

这里需要用c语言的系统函数去解释：

这个函数用来创建socket套接字描述符也就是文件描述符。

其中type参数：

SOCK_STREAM —— TCP协议

SOCK_DGRAM —— UDP协议

SOCK_SEQPACKET —— ipx/spx协议

而返回的int值就是一个非负的文件描述符fd。linux内核中维护了一份文件描述符表，如下图，来存储文件描述符fd。

这个函数用来绑定端口，socket参数就是fd，而sockaddr则是一个套接字地址结构。

sockaddr结构如下:

可以看到linux是以协议、ip、端口来绑定端口的，所以不同协议相同的ip和端口也是可以绑定成功的。

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书名：The Art of Computer Programming, Volume 3

作者：Donald E. Knuth

出版社：Addison-Wesley Professional

出版年份：1998-05-04

页数：800

内容简介：

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作者简介：

Donald.E.Knuth(唐纳德.E.克努特，中文名高德纳)是算法和程序设计技术的先驱者，是计算机排版系统TEX和METAFONT的发明者，他因这些成就和大量创造性的影响深远的著作(19部书和160篇论文)而誉满全球。

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