IPv6名称到地址的转换函数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，本文仅在WinXP和Win2003上作了测试。

a)         WinXP系统（SP2）返回looPBack地址[::1]

b)        Win2003则将本机的所有IPv6地址列表加以返回。因为通常一台IPv6主机都有可能不止一个IPv6地址，比如fe80::1（本机loopback地址）、fe80::***的Link-Local地址、3ffe:***的全局地址等等。这种情况下调用getaddrinfo会将这些地址全部返回，调用者应该注意如何使用这些地址。另外要注意的是，对于fe80::的地址在绑定的时候必须标明接口地址，即使用fe80::20d:60ff:fe78:51c2%4或fe80::1%1这样的地址格式，通过getaddrinfo直接取出fe80地址好像无法直接bind。

 

5．几句废话

在Windows环境调试IPv6的程序个人感觉还是使用WinXP（SP2）和Win2003基本上没有太大的区别，使用Win2003更规范一些。

用VC编写和调试IPv6的程序一定要安装Windows较新的SDK，我安装的是MS_Platform_SDK_Feb_2003，否则库函数和头文件可能都会有问题。

 

 

[参考]

[1]MSDN Library – January 2004

ms-help://MS.MSDNQTR.2004JAN.1033/winsock/winsock/getaddrinfo_2.htm

ms-help://MS.MSDNQTR.2004JAN.1033/winsock/winsock/addrinfo_2.htm

[2]《理解IPv6》（"Understanding IPv6”）,清华大学出版社

 

以上测试结果恐有不完善和错误的地方，欢迎大家指正，本人联系方式：[e-mail] 王剑白

以下转自：http://blog.21ic.com/user1/1505/archives/2009/62299.html

网上查到的大部分示例都如出一辙地用gethostname()和gethostbyname()来获取本地IP地址。该方法在MSDN中被明确指出已经过时，新开发的软件应该使用getaddrinfo()来做。由于这方面的资料少，把我做的试验代码贴上来做个备忘。int GetLocalAddress(char* szName){ struct addrinfo * result; struct addrinfo * res; int error; error = getaddrinfo(szName, NULL, NULL, &result); if (0 != error) {     fprintf(stderr, "error in getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(error));  return 1; }    int i = 1; /* loop over all returned results and do inverse lookup */ for (res = result; res != NULL; res = res->ai_next) {  char hostname[NI_MAXHOST] = "";  fprintf(stderr, "Address #%d, %hd.%hd.%hd.%hd, ",i,\   ((SOCKADDR_IN*)(res->ai_addr))->sin_addr.S_un.S_un_b.s_b1,\   ((SOCKADDR_IN*)(res->ai_addr))->sin_addr.S_un.S_un_b.s_b2,\   ((SOCKADDR_IN*)(res->ai_addr))->sin_addr.S_un.S_un_b.s_b3,\   ((SOCKADDR_IN*)(res->ai_addr))->sin_addr.S_un.S_un_b.s_b4);  error = getnameinfo(res->ai_addr, res->ai_addrlen, hostname, NI_MAXHOST, NULL, 0, 0);  if (error != 0)  {   fprintf(stderr, "error in getnameinfo: %s\n", gai_strerror(error));   continue;  }  if (*hostname)  {   printf("hostname: %s\n", hostname);  }  i++; }    freeaddrinfo(result); return 0;}