UNIX网络编程卷一学习笔记第三章套接字编程简介（部分）

绝地灬酷狼 2023-02-25 07:19 21阅读 0赞

每个协议族都定义它自己的套接字地址结构。这些地址的名字均以sockaddr\_开头。

IPv4套接字地址结构通常也称为网际套接字地址结构，名字是sockaddr\_in，定义在netinet/in.h头文件中：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1czAwMDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
长度字段sin\_len简化了长度可变套接字地址结构的处理，它是为增加对OSI协议的支持而添加的。它是无符号短整数类型。不是每个厂家都支持该字段，POSIX规范也不要求有此字段。除非涉及路由套接字，否则无须设置和检查它。

是否有长度字段可测试常量HAVE\_SOCKADDR\_SA\_LEN确定，但这一常量不一定定义，需要先测试该常量是否定义。

如果套接字地址结构有长度字段，则IPv6需定义SIN6\_LEN常量。

符合POSIX规范只需sin\_family、sin\_addr、sin\_port三个字段。

IPv4地址和端口号都以网络字节序来存储。

32bit IPv4地址有两种访问方法，分别是以in\_addr结构体类型或in\_addr\_t类型。

按照惯例，我们总是把sin\_zero字段置为0，这是在填写前把整个结构置为0时完成的。

套接字地址结构不在主机之间传递，仅用于主机上确定通信信息。

内存中存储一个整数有两种方法：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1czAwMDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
MSB为最高有效位，LSB为最低有效位。

确定主机使用的字节序：

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    int main() { 
        union { 
            short s;
            char c[sizeof(short)];
        } un;
        un.s = 0x0102;
        if (sizeof(short) == 2) { 
            if (un.c[0] == 1 && un.c[1] == 2) { 
    		    printf("big-ending\n");
    		} else if (un.c[0] == 2 && un.c[1] == 1) { 
    		    printf("little-ending\n");
    		} else { 
    		    printf("unknown\n");
    		}
        } else { 
            printf("sizeof(short) = %d\n", sizeof(short));
        }
        exit(0);
    }

网际协议使用大端字节序传送32bit IPv4地址和16bit端口号。

主机字节序和网络字节序之间转换：  
![在这里插入图片描述][20200711162937730.png]  
以上函数名中的h表示host，n表示network，s代表short（表示16bit端口号），l代表long（表示32bit IPv4地址）。

使用这些函数时，不需关心本机是大端还是小端。在那些使用大端字节序的系统中，这四个函数常定义为空宏。

大多因特网标准表示一个8位量的单位是八位组而非字节。

ASCII字符串表示的IP地址与网络字节序二进制IP值（存放在套接字地址结构中的值）之间转换的函数：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1czAwMDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
以上三个函数在点分十进制IP字符串和32bit的网络字节序二进制值间转换IPv4地址。

函数inet\_aton将参数strptr指向的C串转换成一个32bit的网络字节序二进制值，并通过参数addrptr指向的结构存储。当参数addrptr指针为空时，该函数仍然可以对输入的字符串执行有效性检查，但不存储结果。

函数inet\_addr将C串转换成in\_addr\_t类型值，此返回值类型是32bit的无符号值，而IPv4地址也是32bit的，这意味着全部的返回值都是有效IP地址，而当该函数出错时，返回值为INADDR\_NONE常值，这是一个全为1的值，也表示255.255.255.255（IPv4有限广播地址），因此该地址不能由此函数处理。

函数inet\_addr在一些手册页面声明该函数出错时返回-1而非INADDR\_NONE，此时函数返回值（无符号值）与负常量（-1）进行相等性比较时可能会出现问题。函数inet\_addr现已被废弃，应使用函数inet\_aton，或即将介绍的函数inet\_pton，它同时适用于ipv4和ipv6地址。

函数inet\_ntoa将32bit的网络字节序的二进制IPv4地址转换成点分十进制串，该函数返回值所指向的字符串驻留在静态内存，因此该函数是不可重入的。该函数罕见地以一个结构而非指向结构的指针为参数。

当一个套接字函数传递一个套接字地址结构时，总是以该结构的指针传递，该结构的长度也作为一个参数传递，该长度的传递方式取决于该结构的传递方向，从进程到内核或从内核到进程：

从进程到内核传递套接字地址结构的函数有bind、connect、sendto，这些函数的一个参数是指向某套接字地址结构的指针，还有一个参数是该结构的大小。此时内核就知道了需要从进程复制多少数据进来。

表示套接字地址结构大小的数据类型是socklen\_t，POSIX建议将其定义为uint32\_t。

从内核到进程传递套接字地址结构的函数有accept、recvfrom、getsockname、getpeername。这些函数的其中两个参数是指向某个套接字地址结构的指针和指向该结构大小的变量的指针。

将套接字地址结构大小这一参数从整数改为指向整数的指针的原因在于，当函数被调用时，结构大小是一个值，它告诉内核该结构的大小，这样内核在写该结构时不至于越界；而当函数返回时，结构大小是一个结果，它告诉进程内核在结构中存储了多少信息。这种类型的参数被称为值-结果参数：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1czAwMDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1czAwMDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230209/ed7205d8132f455ba92c754859956213.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1czAwMDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230209/292b442b47674780bc4d978842a56b7d.png
[20200711162937730.png]: /images/20230209/d980e47750eb462a82f29d6f38f111dd.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1czAwMDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200711165550549.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1czAwMDAw,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1czAwMDAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020071217431667.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1czAwMDAw,size_16,color_FFFFFF,t_70