addrinfo结构体与getaddrinfo函数

addrinfo结构体的定义如下：

1. struct addrinfo {
2.      int ai_flags; /* customize behavior */
3.      int ai_family; /* address family */
4.      int ai_socktype; /* socket type */
5.      int ai_protocol; /* protocol */
6.      socklen_t ai_addrlen; /* length in bytes of address */
7.      struct sockaddr *ai_addr; /* address */
8.      char *ai_canonname; /* canonical name of host */
9.      struct addrinfo *ai_next; /* next in list */
10.      .
11.      .
12.      .
13.    };

ai_family指定了地址族，可取值如下： 

AF_INET          2            IPv4 

AF_INET6        23            IPv6 

AF_UNSPEC        0            协议无关

ai_socktype指定我套接字的类型 

SOCK_STREAM        1            流 

SOCK_DGRAM        2            数据报

在AF_INET通信域中套接字类型SOCK_STREAM的默认协议是TCP（传输控制协议）

在AF_INET通信域中套接字类型SOCK_DGRAM的默认协议是UDP（用户数据报协议）

ai_protocol指定协议类型。可取的值取决于ai_address和ai_socktype的值

ai_flags指定了如何来处理地址和名字,可取值如下：



getaddrinfo函数 定义及需要的头文件如下：

1. #include <sys/socket.h>
2. #include <netdb.h>
3. int getaddrinfo(const char *restrict host,
4.                 const char *restrict service,
5.                 const struct addrinfo *restrict hint,
6.                 struct addrinfo **restrict res);
7. Returns: 0 if OK, nonzero error code on error
8. void freeaddrinfo(struct addrinfo *ai);

getaddrinfo函数允许将一个主机名字和服务名字映射到一个地址。

使用示例如下：

1. #include<stdio.h>
2. #include<stdlib.h>
3. #include <netdb.h>
4. #include <arpa/inet.h>
5. void
6. print_family(struct addrinfo *aip)
7. {
8.     printf(" family ");
9.     switch (aip->ai_family) {
10.     case AF_INET:
11.         printf("inet");
12.         break;
13.     case AF_INET6:
14.         printf("inet6");
15.         break;
16.     case AF_UNIX:
17.         printf("unix");
18.         break;
19.     case AF_UNSPEC:
20.         printf("unspecified");
21.         break;
22.     default:
23.         printf("unknown");
24.     }
25. }
26. void
27. print_type(struct addrinfo *aip)
28. {
29.     printf(" type ");
30.     switch (aip->ai_socktype) {
31.     case SOCK_STREAM:
32.         printf("stream");
33.         break;
34.     case SOCK_DGRAM:
35.         printf("datagram");
36.         break;
37.     case SOCK_SEQPACKET:
38.         printf("seqpacket");
39.         break;
40.     case SOCK_RAW:
41.         printf("raw");
42.         break;
43.     default:
44.         printf("unknown (%d)", aip->ai_socktype);
45.     }
46. }
47. void
48. print_protocol(struct addrinfo *aip)
49. {
50.     printf(" protocol ");
51.     switch (aip->ai_protocol) {
52.     case 0:
53.         printf("default");
54.         break;
55.     case IPPROTO_TCP:
56.         printf("TCP");
57.         break;
58.     case IPPROTO_UDP:
59.         printf("UDP");
60.         break;
61.     case IPPROTO_RAW:
62.         printf("raw");
63.         break;
64.     default:
65.         printf("unknown (%d)", aip->ai_protocol);
66.     }
67. }
68. void
69. print_flags(struct addrinfo *aip)
70. {
71.     printf("flags");
72.     if (aip->ai_flags == 0) {
73.         printf(" 0");
74.     } else {
75.         if (aip->ai_flags & AI_PASSIVE)
76.             printf(" passive");
77.         if (aip->ai_flags & AI_CANONNAME)
78.             printf(" canon");
79.         if (aip->ai_flags & AI_NUMERICHOST)
80.             printf(" numhost");
81. #if defined(AI_NUMERICSERV)
82.         if (aip->ai_flags & AI_NUMERICSERV)
83.             printf(" numserv");
84. #endif
85. #if defined(AI_V4MAPPED)
86.         if (aip->ai_flags & AI_V4MAPPED)
87.             printf(" v4mapped");
88. #endif
89. #if defined(AI_ALL)
90.         if (aip->ai_flags & AI_ALL)
91.             printf(" all");
92. #endif
93.     }
94. }
95. int
96. main(int argc, char *argv[])
97. {
98.     struct addrinfo        *ailist, *aip;
99.     struct addrinfo        hint;
100.     struct sockaddr_in    *sinp;
101.     const char             *addr;
102.     int                 err;
103.     char                abuf[INET_ADDRSTRLEN];
104.     if (argc != 3)
105.         printf("usage: %s nodename service", argv[0]);
106.     hint.ai_flags = AI_CANONNAME;
107.     hint.ai_family = 0;
108.     hint.ai_socktype = 0;
109.     hint.ai_protocol = 0;
110.     hint.ai_addrlen = 0;
111.     hint.ai_canonname = NULL;
112.     hint.ai_addr = NULL;
113.     hint.ai_next = NULL;
114.     if ((err = getaddrinfo(argv[1], argv[2], &hint, &ailist)) != 0)
115.         printf("getaddrinfo error: %s", gai_strerror(err));
116.     for (aip = ailist; aip != NULL; aip = aip->ai_next) {
117.         print_flags(aip);
118.         print_family(aip);
119.         print_type(aip);
120.         print_protocol(aip);
121.         printf("\n\thost %s", aip->ai_canonname?aip->ai_canonname:"-");
122.         if (aip->ai_family == AF_INET) {
123.             sinp = (struct sockaddr_in *)aip->ai_addr;
124.             addr = inet_ntop(AF_INET, &sinp->sin_addr, abuf,INET_ADDRSTRLEN);
125.             printf(" address %s", addr?addr:"unknown");
126.             printf(" port %d", ntohs(sinp->sin_port));
127.         }
128.         printf("\n");
129.     }
130.     exit(0);
131. }

代码说明：sinp = (struct sockaddr_in *)aip->ai_addr;会将struct sockaddr 变量强制转化为struct sockaddr_in 类型

inet_ntop函数用于在二进制格式与点分十进制格式表示（a.b.c.d）之间进行转换

执行结果：#./a X86-PC nfs

1. root@X86-PC:/home/cheney/work-link/linux_C_Test/linux-program/fig16# ./a X86-PC nfs
2. flags canon family inet type stream protocol TCP
3. host X86-PC address 127.0.1.1 port 2049
4. flags canon family inet type datagram protocol UDP
5. host - address 127.0.1.1 port 2049
6. root@X86-PC:/home/cheney/work-link/linux_C_Test/linux-program/fig16#

 

来自 <http://blog.chinaunix.net/uid-26583794-id-3167485.html>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

getaddrinfo()详解

IPv4中使用gethostbyname()函数完成主机名到地址解析，但是该API不允许调用者指定所需地址类型的任何信息，返回的结构只包含 了用于存储IPv4地址的空间。为了解决该问题，IPv6中引入了getaddrinfo()的新API，它是协议无关的，既可用于IPv4也可用于 IPv6。调用该函数会获得一个addrinfo结构的列表，调用的返回值是addrinfo的结构（列表）指针。

        本文结合在WinowsXP和Windows2003 Server上使用该函数的经验，对getaddrinfo函数和addrinfo数据结构进行介绍，并对其参数的设置加以讨论，主要包括 nodename和servname的取值对返回值的影响，hints成员变量的设置对返回值的影响等。

可能有不完全或不准确的地方，欢迎大家讨论并指出。

1．getaddrinfo函数原型

 

函数

参数说明

int getaddrinfo(

const char* nodename

const char* servname,

const struct addrinfo* hints,//

struct addrinfo** res

);

nodename:节点名可以是主机名，也可以是数字地址。（IPV4的10进点分，或是IPV6的16进制）

servname:包含十进制数的端口号或服务名如（ftp,http）

hints:是一个空指针或指向一个addrinfo结构的指针，由调用者填写关于它所想返回的信息类型的线索。

res:存放返回addrinfo结构链表的指针

Getaddrinfo提供独立于协议的名称解析。

函数的前两个参数分别是节点名和服务名。节点名可以是主机名，也可以是地址串(IPv4的点分十进制数表示或IPv6的十六进制数字串)。服务名可以是十进制的端口号，也可以是已定义的服务名称，如ftp、http等。注意：其中节点名和服务名都是可选项，即节点名或服务名可以为NULL，此时调用的结果将取缺省设置，后面将详细讨论。

函数的第三个参数hints是addrinfo结构的指针，由调用者填写关于它所想返回的信息类型的线索。函数的返回值是一个指向addrinfo结构的链表指针res。

2．addrinfo结构

 

结构

固定的参数

typedef struct addrinfo {  

int ai_flags;  

int ai_family;  

int ai_socktype;  

int ai_protocol;  

size_t ai_addrlen;  

char* ai_canonname;  

struct sockaddr* ai_addr;  

struct addrinfo* ai_next;

}

ai_addrlen must be zero or a null pointer

ai_canonname must be zero or a null pointer

ai_addr must be zero or a null pointer

ai_next must be zero or a null pointer

 

可以改动的参数

 

ai_flags:AI_PASSIVE,AI_CANONNAME,AI_NUMERICHOST

ai_family: AF_INET,AF_INET6

ai_socktype:SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM

ai_protocol:IPPROTO_IP, IPPROTO_IPV4, IPPROTO_IPV6 etc.

3 参数说明

在getaddrinfo函数之前通常需要对以下6个参数进行以下设置：nodename、servname、hints的ai_flags、ai_family、ai_socktype、ai_protocol

在6项参数中，对函数影响最大的是nodename，sername和hints.ai_flag

而ai_family只是有地址为v4地址或v6地址的区别。而ai_protocol一般是为0不作改动。

其中ai_flags、ai_family、ai_socktype说明如下：

 

参数

取值

值

说明

ai_family

AF_INET

2

IPv4

 

AF_INET6

23

IPv6

 

AF_UNSPEC

0

协议无关

ai_protocol

IPPROTO_IP

0

IP协议

 

IPPROTO_IPV4

4

IPv4

 

IPPROTO_IPV6

41

IPv6

 

IPPROTO_UDP

17

UDP

 

IPPROTO_TCP

6

TCP

ai_socktype

SOCK_STREAM

1

流

 

SOCK_DGRAM

2

数据报

ai_flags

AI_PASSIVE

1

被动的，用于bind，通常用于server socket

 

AI_CANONNAME

2

 

 

AI_NUMERICHOST

4

地址为数字串

对于ai_flags值的说明：

 

AI_NUMERICHOST

AI_CANONNAME

AI_PASSIVE

0/1

0/1

0/1

如上表所示，ai_flagsde值范围为0~7，取决于程序如何设置3个标志位，比如设置ai_flags为 “AI_PASSIVE|AI_CANONNAME”，ai_flags值就为3。三个参数的含义分别为：

(1)AI_PASSIVE当此标志置位时，表示调用者将在bind()函数调用中使用返回的地址结构。当此标志不置位时，表示将在connect()函数调用中使用。

当节点名位NULL，且此标志置位，则返回的地址将是通配地址。

如果节点名NULL，且此标志不置位，则返回的地址将是回环地址。

(2)AI_CANNONAME当此标志置位时，在函数所返回的第一个addrinfo结构中的ai_cannoname成员中，应该包含一个以空字符结尾的字符串，字符串的内容是节点名的正规名。

(3)AI_NUMERICHOST当此标志置位时，此标志表示调用中的节点名必须是一个数字地址字符串。

4．实际使用的几种常用设置

一般情况下，client/server编程中，server端调用bind（如果面向连接的还需要listen），client则不用掉bind函数，解析地址后直接connect（面向连接）或直接发送数据（无连接）。因此，比较常见的情况有

（1）        通常服务器端在调用getaddrinfo之前，ai_flags设置AI_PASSIVE，用于bind；主机名nodename通常会设置为NULL，返回通配地址[::]。

（2）        客户端调用getaddrinfo时，ai_flags一般不设置AI_PASSIVE，但是主机名nodename和服务名servname（更愿意称之为端口）则应该不为空。

（3）        当然，即使不设置AI_PASSIVE，取出的地址也并非不可以被bind，很多程序中ai_flags直接设置为0，即3个标志位都不设置，这种情况下只要hostname和servname设置的没有问题就可以正确bind。

上述情况只是简单的client/server中的使用，但实际在使用getaddrinfo和参考国外开源代码的时候，曾遇到一些将servname（即端口）设为NULL的情况

(当然，此时nodename必不为NULL，否则调用getaddrinfo会报错)。以下分情况进行了测试：

（1）        如果nodename是字符串型的IPv6地址，bind的时候会分配临时端口；

（2）        如果nodename是本机名，servname为NULL，则根据操作系统的不同略有不同

注意点是： 这个函数，说起来，是get ，但是其实可以理解为creat 或者是理解为构建 。 因为你可以随意构建自己的地址结构addrinfo。

如 果本函数返回成功，那么由result参数指向的变量已被填入一个指针，它指向的是由其中的ai_next成员串联起来的addrinfo结构链表。可以 导致返回多个addrinfo结构的情形有以下2个：

    1.    如果与hostname参数关联的地址有多个，那么适用于所请求地址簇的每个地址都返回一个对应的结构。

    2.    如果service参数指定的服务支持多个套接口类型，那么每个套接口类型都可能返回一个对应的结构，具体取决于hints结构的ai_socktype 成员。

 

我们必须先分配一个hints结构，把它清零后填写需要的字段，再调用getaddrinfo然后遍历一个链表逐个尝试每个返回地 址。

 

getaddrinfo解决了把主机名和服务名转换成套接口地址结构的问题。

 

其中，如果getaddrinfo出 错，那么返回一个非0的错误值。

官方说明的链接：http://www.kernel.org/doc/man-pages/online/pages/man3/gai_strerror.3.html

很详细。