Sachverhalt: A. Der 1958 geborene A._ ist seit 1987 als selbstständiger Marktfahrer im In- und Ausland tätig. Im Juli 2014 meldete er sich unter Hinweis auf einen Lungen- und einen Nierentumor bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Nach Abklärungen und Durchführung des Vorbescheidverfahrens sprach ihm die IV-Stelle Basel-Landschaft mit Verfügung vom 16. November 2016 eine vom 1. Januar bis zum 30. September 2015 befristete ganze Invalidenrente zu. B. Die dagegen erhobene Beschwerde wies das Kantonsgericht Basel-Landschaft mit Entscheid vom 18. Mai 2017 ab. C. A._ lässt mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten beantragen, der Entscheid vom 18. Mai 2017 sei aufzuheben, und die IV-Stelle sei zu verpflichten, ihm über den 30. September 2015 hinaus eine Invalidenrente zu entrichten. Eventualiter sei die IV-Stelle zu verpflichten, ihm berufliche Massnahmen zu gewähren und erst im Anschluss daran definitiv über den Rentenanspruch zu entscheiden. Ferner ersucht er um unentgeltliche Rechtspflege. Die IV-Stelle und das Bundesamt für Sozialversicherungen verzichten auf eine Stellungnahme.