我的网络编程学习之路——套接字地址结构

1.套接字地址结构

大多数套接字函数都需要一个指向套接字地址结构的指针作为参数。每个协议族都定义它自己的套接字地址结构。这些结构的名字均以sockaddr_开头，并以对应每个协议族的唯一后缀结尾。

1.1 IPv4套接字地址结构

IPv4套接字地址结构通常也称为“网际套接字地址结构”，它以sockaddr_in命名，定义在<netinet/in.h>文件中。

struct in_addr {in_addr_ts_addr;/* 32-bit IPv4 address */};/* network byet orered */stuct sockaddr_in{uint8_tsin_len;/* length of structure */sa_familytsin_family;/* AF_INET */in_port_t sin_port;/* 16-bit TCP or UDP port number *//* network byet orered */struct in_addrsin_addr;/* 32-bit IPv4 address *//* network byet orered */charsin_zero[8]/* unused */};

• 长度字段sin_len是为了增加对OSI协议的支持添加的。在此之前，第一成员时sin_family，它是一个无符号短整数。并不是所有的厂家都支持套接字地址结构的长度字段。并且即使有长度字段，我们也无需设置和检查它，除非涉及路由套接字。
• POSIX规范只需要这个结构中的3个字段： sin_family、sin_addr和sin_port。
• IPv4地址和TCP或UDP端口号在套接字地址结构 中总是以网络字节序来存储。
• 32位IPv4地址存在两种不同的访问方法。举例来说。如果serv定义为某个网际套接字地址结构，那么serv.sin_addr将按in_addr结构引用其中的32位IPv4地址，而serv.sin_addr.s_addr将按in_addr_t（通常是一个无符号的32位整数）引用同一个32位IPv4地址。因此，我们必须正确地使用IPv4地址，尤其是在将它作为函数的参数时，因为编译器对传结构和传递整数的处理是完全不同的。
• 套接字地址结构仅在给定主机上使用：虽然结构的某些字段（例如IP地址和端口号）用在不同主机之间的通信中，但是结构本身并不在主机之间传递。

1.2 通用的套接字地址结构

当作为一个参数传递进任何套接字函数时，套接字地址结构总是以引用形式（也就是以指向该结构的指针）来传递。为了以这样的指针作为参数之一的任何套接字函数必须处理来自所支持的任何协议族的套接字地址结构，在<sys/socket.h>头文件中定义了一个通用的套接字地址结构。

struct sockaddr{uint8_tsa_len;sa_family_tsa_family;/* address family: AF_XXX value */charsa_data[14];/* protocol-specific address */};

这些通用套接字地址结构的唯一用途就是对指向特定于协议的套接字地址结构的指针执行类型强制转换。

1.3 IPv6套接字地址结构

IPv6套接字地址结构在<netinet/in.h>头文件中定义。

struct in6_addr{uint8_ts6_addr[16];/* 128-bit IPv6 address *//* network byet orered */};#define SIN6_LEN/* required for compile-time tests */stuct sockaddr_in6{uint8_tsin6_len;/* length of this structure (28)*/sa_family_tsin6_family;/* AF_INET6 */in_port_t sin6_port;/* transport layer port# *//* network byet orered */uint32_tsin6_flowinfo;/* flow information,undefined */struct in6_addrsin6_addr;/* IPv6 address *//* network byet orered */uint32_tsin6_scope_id;/* set of interfaces for a scope */};

• 如果系统支持套接字地址结构中的长度字段，那么SIN6_LEN常值必须定义。
• IPv6的地址族是AF_INET6，而IPv4的地址族是AF_INET。

1.4 新的通用套接字地址结构

作为IPv6套接字API的一部分而定义的新的通用套接字地址结构克服了现有stuct sockaddr的 一些缺点。不像stuct sockaddr，新的struct sockaddr_storage足以容纳系统所支持的任何套接字地址结构。该结构在<netinet/in.h>头文件中定义。

struct sockaddr_storage{uint8_tss_len;/* length of this structure (implementation dependent)*/sa_family_tss_family;/* address family :AF_xxx value *//* implementation-dependent elements to provide: * a) alignment sufficient to fulfill the alignment requirements of *    all socket address types that the system supports. * b) enough storage to hold any type of socket address that the *    system supports.         */};

• 如果系统支持的任何套接字地址结构有对齐需要，那么sockaddr_storage能够满足最苛刻的对齐要求。
• sockaddr_storage足够大，能够容纳系统支持的任何套接字地址结构。

注意，除了ss_len和ss_family外（如果有的话），sockaddr_storage结构中的其他字段对用户来说是透明的。sockaddr_storage结构必须类型强制转换成或复制到适合与ss_family字段所给出地址类型的套接字地址结构中，才能访问其他字段。

1.5 套接字地址结构比较