TCP自连接

1. 什么是自连接（self-connection）？

在发起连接时，TCP/IP的协议栈会先选择source IP和source port，在没有显示调用bind()的情况下，source IP由路由表确定，source port由TCP/IP协议栈从local port range中选取尚未使用的port。如果destination IP正好是本机，而destination port位于local port range，且没有服务器监听(listen)的话，source port可能正好选中了destination port，这就出现了**（source IP，source port）=（destination IP，destination port）**的情况，即发生了自连接。

2. 现象分析：

destination IP为本机比较好理解，例如服务器程序和客户端程序位于同一台电脑上。但为什么会出现source port = destination port的现象呢？
考虑tcp正常建立连接过程，首先svr要在b端口上listen，cli再使用a端口connect，客户端一般不显式bind，而由内核代为选取一个空闲端口号，那么，因为svr已将b端口占用，cli不管是用户bind还是内核选择，都不可能选到b（不妨试试，在svr已bind时，cli再使用这个端口是会报错的），这样看来，同一个端口自连接就是一个伪命题。
那如果svr没有绑定呢？考虑下面两种情况：

1. 同时打开：svr和cli同时发送SYN，又分别回答ACK+SYN，双方收到对方的ACK后，两个TCP连接均正常建立。如图：
   
   （注意，同时打开是TCP协议中明确表明的正确行为，即使它没有listen监听，而是双方都使用主动发送SYN来建立连接。）

在同时打开的情况下，就有可能出现source port = destination port的情况。例如：程序（svr或cli）向destport发送一个SYN，因为目的 IP是自己，因此会被loopback网络接口处理程序回送给本机TCP/IP协议栈，又因为port是自己，于是这个SYN送给了正在等SYN的自己，之后发送SYN+ACK，同样原理，这个报文又会会送给自己，于是连接建立。

2. 本来正常运行的cli和svr，svr偶然挂掉之后，cli再去连接它，就有可能出现自连接现象。

同一台机器上的cli和svr建立了一个长连接，svr挂掉了，端口释放，cli去connect这个目的端口的时候正好选择了这个端口作为源端口，此时该端口没人用，使用是合法的，于是自连接形成了。
为什么svr程序崩溃后应用没有主动关闭连接呢？根据TCP协议，一个空闲的TCP连接，除非主动断开连接，否则连接一直维持。即使中间路由器崩溃，连接也存在，甚至对端主机崩溃，另一端也是不知道的，连接依然存在。（Linux的TCP实现默认不开启保活功能）

3. 自连接的解决办法：

首先要了解本机local port range的范围，在系统文件/etc/sysctl.conf的net.ip_local_port_range参数规定了该范围。我们只需要限定服务监听端口在该范围以外，就不会出现自连接现象了。

参考：
详解tcp端口自连接，成因及后果-腾讯游戏学院https://gameinstitute.qq.com/community/detail/112599

最后

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