socket通信编程基础
1、inet_pton
IP地址转换函数，可以在将IP地址在“点分十进制”和“二进制整数”之间转换
而且，inet_pton和inet_ntop这2个函数能够处理ipv4和ipv6。算是比较新的函数了。
头文件：
windows下：
#include <WS2tcpip.h>
linux下：
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
原型：
inet_pton：将“点分十进制” －> “二进制整数”
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);
这个函数转换字符串到网络地址，第一个参数af是地址族，第二个参数*src是来源地址，第三个参数* dst接收转换后的数据。
inet_pton 是inet_addr的扩展，支持的多地址族有下列：
af = AF_INET
af = AF_INET6
src为指向IPV6的地址，函数将该地址转换为in6_addr的结构体，并复制在*dst中。
如果函数出错将返回一个负值，并将errno设置为EAFNOSUPPORT，如果参数af指定的地址族和src格式不对，函数将返回0。
2、sockaddr_in
在windows/linux下有下面结构：
sockaddr结构
struct sockaddr
{
unsigned short sa_family;/*addressfamily,AF_xxx*/
char sa_data[14];/*14bytesofprotocoladdress*/
};
sa_family是地址家族，一般都是“AF_xxx”的形式。通常大多用的是都是AF_INET,代表TCP/IP协议族。
sa_data是14字节协议地址。
此数据结构用做bind、connect、recvfrom、sendto等函数的参数，指明地址信息。但一般编程中并不直接针对此数据结构操作，而是使用另一个与sockaddr等价的数据结构
sockaddr_in（在netinet/in.h中定义）：
struct sockaddr_in{ short sin_family;/*Addressfamily一般来说AF_INET（地址族）PF_INET（协议族）*/ unsigned short sin_port;/*Portnumber(必须要采用网络数据格式,普通数字可以用htons()函数转换成网络数据格式的数字)*/ struct in_addr sin_addr;/*Internetaddress*/ unsigned char sin_zero[8];/*Samesizeasstructsockaddr没有实际意义,只是为了 跟SOCKADDR结构在内存中对齐*/};sin_family指代协议族，在socket编程中只能是AF_INET
sin_addr存储IP地址，使用in_addr这个数据结构
sin_zero是为了让sockaddr与sockaddr_in两个数据结构保持大小相同而保留的空字节。
s_addr按照网络字节顺序存储IP地址
sockaddr的结构体，并代替它。也就是说，你可以使用sockaddr_in建立你所需要的信息,
然后用memset函数初始化就可以了memset((char*)&mysock,sizeof(mysock));//初始化
sockaddr_in mysock;
mysock.sin_family=AF_INET;
mysock.sin_port=htons(1234);//1234是端口号
mysock.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.0.1");
3、bzero
原型：extern void bzero（void *s, int n）;
参数说明：s 要置零的数据的起始地址； n 要置零的数据字节个数。
用法：#include <string.h>
功能：置字节字符串s的前n个字节为零且包括‘\0’。
说明：bzero无返回值，并且使用string.h头文件，string.h曾经是posix标准的一部分，但是在POSIX.1-2001标准里面，这些函数被标记为了遗留函数而不推荐使用。在POSIX.1-2008标准里已经没有这些函数了。推荐使用memset替代bzero。
4、htons
在Windows和Linux网络编程时需要用到的，用来将主机字节顺序转化为网络字节顺序
htons的功能：将一个无符号短整型的主机数值转换为网络字节顺序，即大尾顺序(big-endian),就是整数在地址空间存储方式变为：高位字节存放在内存的低地址处。
网络字节顺序是TCP/IP中规定好的一种数据表示格式，它与具体的CPU类型、操作系统等无关，从而可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释，网络字节顺序采用big-endian排序方式。
返回值：TCP/IP网络字节顺序.
例子：
而我们常用的 x86 CPU (intel, AMD) 电脑是 little-endian,也就是整数的低位字节放在内存的低字节处。举个例子吧。假定你的数据是0x1234,
在网络字节顺序里 这个数据放到内存中就应该显示成
addr addr+1
0x12 0x34
而在x86电脑上，数据0x1234放到内存中实际是：
addr addr+1
0x34 0x12
htons 的用处就是把实际主机内存中的整数存放方式调整成网络字节顺序。
(2、 htonl
将主机数转换成无符号长整型的网络字节顺序。本函数将一个32位数从主机字节顺序转换成网络字节顺序。
5、getaddrinfo()函数详（1. 概述IPv4中使用gethostbyname()函数完成主机名到地址解析，这个函数仅仅支持IPv4，且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。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。getaddrinfo函数能够处理名字到地址以及服务到端口这两种转换，返回的是一个addrinfo的结构（列表）指针而不是一个地址清单。这些addrinfo结构随后可由套接口函数直接使用。如此以来，getaddrinfo函数把协议相关性安全隐藏在这个库函数内部。应用程序只要处理由getaddrinfo函数填写的套接口地址结构。该函数在 POSIX规范中定义了。
（2. 函数说明
#include<netdb.h>
函数原型
int getaddrinfo( const char *hostname, const char *service, const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **result );
参数说明
hostname:一个主机名或者地址串(IPv4的点分十进制串或者IPv6的16进制串)
service：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
hints：可以是一个空指针，也可以是一个指向某个addrinfo结构体的指针，调用者在这个结构中填入关于期望返回的信息类型的暗示。举例来说：如果指定的服务既支持TCP也支持UDP，那么调用者可以把hints结构中的ai_socktype成员设置成SOCK_DGRAM使得返回的仅仅是适用于数据报套接口的信息。
result：本函数通过result指针参数返回一个指向addrinfo结构体链表的指针。
返回值：0——成功，非0——出错
（3. 参数设置
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。ai_protocol一般是为0不作改动。
getaddrinfo在实际使用中的几种常用参数设置
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。
（4. 使用细节
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。
#include<netdb.h>
const char *gai_strerror( int error );
该函数以getaddrinfo返回的非0错误值的名字和含义为他的唯一参数，返回一个指向对应的出错信息串的指针。
由getaddrinfo返回的所有存储空间都是动态获取的，这些存储空间必须通过调用freeaddrinfo返回给系统。
#include< netdb.h >
void freeaddrinfo( struct addrinfo *ai );
ai参数应指向由getaddrinfo返回的第一个addrinfo结构。这个连表中的所有结构以及它们指向的任何动态存储空间都被释放掉。
#include<netdb.h>
函数原型
int getaddrinfo( const char *hostname, const char *service, const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **result );
参数说明
hostname:一个主机名或者地址串(IPv4的点分十进制串或者IPv6的16进制串)
service：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
hints：可以是一个空指针，也可以是一个指向某个addrinfo结构体的指针，调用者在这个结构中填入关于期望返回的信息类型的暗示。举例来说：如果指定的服务既支持TCP也支持UDP，那么调用者可以把hints结构中的ai_socktype成员设置成SOCK_DGRAM使得返回的仅仅是适用于数据报套接口的信息。
result：本函数通过result指针参数返回一个指向addrinfo结构体链表的指针。
返回值：0——成功，非0——出错
（3. 参数设置
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。ai_protocol一般是为0不作改动。
getaddrinfo在实际使用中的几种常用参数设置
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。
（4. 使用细节
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。
#include<netdb.h>
const char *gai_strerror( int error );
该函数以getaddrinfo返回的非0错误值的名字和含义为他的唯一参数，返回一个指向对应的出错信息串的指针。
由getaddrinfo返回的所有存储空间都是动态获取的，这些存储空间必须通过调用freeaddrinfo返回给系统。
#include< netdb.h >
void freeaddrinfo( struct addrinfo *ai );
ai参数应指向由getaddrinfo返回的第一个addrinfo结构。这个连表中的所有结构以及它们指向的任何动态存储空间都被释放掉。
浙公网安备 33010602011771号