如何获取同子网内等待网络连接的Socket主机列表

无需预存IP识别待接入Socket服务端的方法 #

• 固定端口子网扫描：这是改造成本最低的方案，不需要对现有服务端做任何修改。所有服务端的监听端口为固定值的前提下，客户端先获取自身所在的子网网段，遍历网段内所有可用IP，向目标IP的服务监听端口发起TCP握手请求，只要能成功完成握手、或者收到SYN+ACK响应，就证明对应主机上的服务端正处于等待连接的LISTEN状态。实际实现的时候可以先发ARP请求探测IP是否有存活主机，过滤掉未分配的空IP减少无效请求，再控制下扫描并发数，不要一下发太多包触发主机防火墙的防扫描拦截，常规/24子网整个扫描过程几秒就能跑完。
• 定向广播/组播探测：如果可以对服务端做少量改造，这个方案效率更高、网络开销更小。提前约定一个专用的UDP探测端口，客户端需要发现服务端的时候，直接向子网广播地址（比如255.255.255.255）或者约定的私有组播地址发送带固定标识的UDP探测包；所有服务端额外监听这个UDP端口，收到符合格式的探测包后，直接给客户端的源地址回送UDP响应，带上自身TCP服务的监听端口、设备标识等信息，客户端收集固定时间窗内的所有响应，就能拿到全量待接入服务端的地址列表。

服务端主动宣告在线状态的可行方案 #

• 周期广播/组播心跳宣告：这是工业场景最常用的方案，实现简单可靠性高。服务端启动完成、TCP端口正式进入LISTEN状态后，按固定间隔（通常10_{60秒可配）向子网广播地址或者约定组播地址发送UDP宣告报文，报文带*固定魔数*做校验，内容包含自身IP、TCP监听端口、设备ID、服务版本等信息；客户端启动后直接在约定的UDP端口监听所有宣告报文，解析校验通过后就把对应服务端加入待连接列表，同时维护每个服务端的宣告接收时间，如果连续3}5个周期没收到某台服务端的宣告，就判定设备离线，从列表中移除。这个方案不需要客户端主动发起探测，服务端上线、下线客户端都能实时感知，不需要做周期扫描。
• 无改造被动嗅探方案：如果完全不能修改服务端程序，可以在客户端侧开启子网ARP嗅探，所有主机接入网络、启动服务的时候都会发送ARP报文声明自身的IP-MAC映射，客户端维护在线主机清单后，再对清单内的IP逐个做固定TCP端口的连通性校验，也能筛选出处于等待连接状态的服务端。这个方案的缺点是存在一定的误判概率，识别速度也比前两种方案慢，仅适合无法改造存量服务端的特殊场景。

注意：所有涉及UDP广播、组播的方案，都要提前在主机防火墙放通对应UDP端口的子网出入站规则，避免报文被拦截导致发现失效；用TCP扫描的方案也要保证客户端到服务端监听端口的TCP访问策略是放通的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者NapkinBob