socket | 网络套接字、网络字节序、sockaddr结构

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网络套接字、网络字节序、sockaddr结构

• • 套接字概念
  • 网络字节序
  • IP地址转换函数
  • sockaddr数据结构

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专栏：《网络编程》

套接字概念

网络字节序

#include <arpa/inet.h> uint32_t htonl(uint32_t hostlong); uint16_t htons(uint16_t hostshort); uint32_t ntohl(uint32_t netlong); uint16_t ntohs(uint16_t netshort); 

IP地址转换函数

早期：

#include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp); in_addr_t inet_addr(const char *cp); char *inet_ntoa(struct in_addr in); 

#include <arpa/inet.h> int inet_pton(int af, const char *src, void *dst); const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size); 

sockaddr数据结构

struct sockaddr { 
     sa_family_t sa_family; /* address family, AF_xxx */ char sa_data[14]; /* 14 bytes of protocol address */ }; 

使用 sudo grep -r “struct sockaddr_in {” /usr 命令可查看到struct sockaddr_in结构体的定义。一般其默认的存储位置：/usr/include/linux/in.h 文件中。

struct sockaddr_in { 
     __kernel_sa_family_t sin_family; /* Address family */ 地址结构类型 __be16 sin_port; /* Port number */ 端口号 struct in_addr sin_addr; /* Internet address */ IP地址 /* Pad to size of `struct sockaddr'. */ unsigned char __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) - sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)]; }; struct in_addr { 
     /* Internet address. */ __be32 s_addr; }; struct sockaddr_in6 { 
     unsigned short int sin6_family; /* AF_INET6 */ __be16 sin6_port; /* Transport layer port # */ __be32 sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */ __u32 sin6_scope_id; /* scope id (new in RFC2553) */ }; struct in6_addr { 
     union { 
     __u8 u6_addr8[16]; __be16 u6_addr16[8]; __be32 u6_addr32[4]; } in6_u; #define s6_addr in6_u.u6_addr8 #define s6_addr16 in6_u.u6_addr16 #define s6_addr32 in6_u.u6_addr32 }; #define UNIX_PATH_MAX 108 struct sockaddr_un { 
     __kernel_sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */ char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */ }; 

IPv4和IPv6的地址格式定义在netinet/in.h中，IPv4地址用sockaddr_in结构体表示，包括16位端口号和32位IP地址，IPv6地址用sockaddr_in6结构体表示，包括16位端口号、128位IP地址和一些控制字段。UNIX Domain Socket的地址格式定义在sys/un.h中，用sock-addr_un结构体表示。各种socket地址结构体的开头都是相同的，前16位表示整个结构体的长度（并不是所有UNIX的实现都有长度字段，如Linux就没有），后16位表示地址类型。IPv4、IPv6和Unix Domain Socket的地址类型分别定义为常数AF_INET、AF_INET6、AF_UNIX。这样，只要取得某种sockaddr结构体的首地址，不需要知道具体是哪种类型的sockaddr结构体，就可以根据地址类型字段确定结构体中的内容。因此，socket API可以接受各种类型的sockaddr结构体指针做参数，例如bind、accept、connect等函数，这些函数的参数应该设计成void *类型以便接受各种类型的指针，但是sock API的实现早于ANSI C标准化，那时还没有void *类型，因此这些函数的参数都用struct sockaddr *类型表示，在传递参数之前要强制类型转换一下，例如：

struct sockaddr_in servaddr; bind(listen_fd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); /* initialize servaddr */