sockaddr和sockaddr_in详解

struct sockaddr和struct sockaddr_in这两个结构体用来处理网络通信的地址。

msdn:https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/winsock/sockaddr-2

在为Windows Vista和更高版本发布的Windows SDK上,头文件的组织已更改,并且sockaddr和sockaddr_in结构在Ws2def.h头文件(而不是Winsock2.h头文件)中定义。

所述Ws2def.h头文件被自动包括Winsock2.h头文件。

sockaddr_in6结构是在Ws2ipdef.h头文件中定义的,而不是在Ws2tcpip.h头文件中定义的。

所述Ws2ipdef.h头文件被自动包括Ws2tcpip.h头文件。该Ws2def.h和Ws2ipdef.h头文件不应该被直接使用。

ipv4

struct sockaddr {
        ushort  sa_family;
        char    sa_data[14];
};

struct sockaddr_in {
        short   sin_family;
        u_short sin_port;
        struct  in_addr sin_addr;
        char    sin_zero[8];
};

ipv6

struct sockaddr_in6 {
        short   sin6_family;
        u_short sin6_port;
        u_long  sin6_flowinfo;
        struct  in6_addr sin6_addr;
        u_long  sin6_scope_id;
};

typedef struct sockaddr_in6 SOCKADDR_IN6;
typedef struct sockaddr_in6 *PSOCKADDR_IN6;
typedef struct sockaddr_in6 FAR *LPSOCKADDR_IN6;


struct sockaddr_in6_old {
        short   sin6_family;        
        u_short sin6_port;          
        u_long  sin6_flowinfo;      
        struct  in6_addr sin6_addr;  
};

样例1:

// Declare variables
SOCKET ListenSocket;
struct sockaddr_in saServer;
hostent* localHost;
char* localIP;

// Create a listening socket
ListenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

// Get the local host information
localHost = gethostbyname("");
localIP = inet_ntoa (*(struct in_addr *)*localHost->h_addr_list);

// Set up the sockaddr structure
saServer.sin_family = AF_INET;
saServer.sin_addr.s_addr = inet_addr(localIP);
saServer.sin_port = htons(5150);

// Bind the listening socket using the
// information in the sockaddr structure
bind( ListenSocket,(SOCKADDR*) &saServer, sizeof(saServer) );

ipv4 sockaddr结构体大小为16字节,其中sa_data的大小为14字节,sa_data中存储端口和ip,但是端口和IP占用不完14字节。

测试代码:

#define MINGW32

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <iostream>

#ifdef MINGW32
#include <winsock2.h>
#else
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#endif

#define MAXLINE 1024

using namespace std;

int main(int argc,char **argv)
{

    sockaddr_in serveraddr;
    string ip = "127.0.0.1";
    //设置协议及Port
    memset(&serveraddr,0,sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    serveraddr.sin_port=htons(1024);
    serveraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(ip.c_str());

    sockaddr *p = (struct sockaddr *)&serveraddr;
    char *ss = p->sa_data;
    for(int i=0;i!=14;i++)
    {
        printf("%d ", ss[i]);
    }
    printf("\n");

    cout<<sizeof(sockaddr)<<endl;
    cout<<sizeof(sockaddr_in)<<endl;
    return 0;
}

运行结果:

4 0 127 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
16
16

端口号只有整数,范围是从0 到65535=2^16-1,即16位,2个字节。

4 0 是00000100 00000000 指的就是1024=2^10 即端口号.

然后127 0 0 1 指的是ip “127.0.0.1”

后边还有8个字节都空着,不知道是干嘛用的。

一、sockaddr

sockaddr在头文件#include 中定义,sockaddr的缺陷是:sa_data把目标地址和端口信息混在一起了,如下:

struct sockaddr {  
     sa_family_t sin_family;//地址族
    char sa_data[14]; //14字节,包含套接字中的目标地址和端口信息
   }; 

二、sockaddr_in

sockaddr_in在头文件#include或#include 中定义,该结构体解决了sockaddr的缺陷,把port和addr 分开储存在两个变量中,如下:

sin_port和sin_addr都必须是网络字节序(NBO),一般可视化的数字都是主机字节序(HBO)。

三、总结

二者长度一样,都是16个字节,即占用的内存大小是一致的,因此可以互相转化。二者是并列结构,指向sockaddr_in结构的指针也可以指向sockaddr。

sockaddr常用于bind、connect、recvfrom、sendto等函数的参数,指明地址信息,是一种通用的套接字地址。 sockaddr_in 是internet环境下套接字的地址形式。所以在网络编程中我们会对sockaddr_in结构体进行操作,使用sockaddr_in来建立所需的信息,最后使用类型转化就可以了。一般先把sockaddr_in变量赋值后,强制类型转换后传入用sockaddr做参数的函数:sockaddr_in用于socket定义和赋值;sockaddr用于函数参数。

例子如下:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

int main(int argc,char **argv)
{
    int sockfd;
    struct sockaddr_in mysock;

    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);  //获得fd

    bzero(&mysock,sizeof(mysock));  //初始化结构体
    mysock.sin_family = AF_INET;  //设置地址家族
    mysock.sin_port = htons(800);  //设置端口
    mysock.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.0");  //设置地址
    bind(sockfd,(struct sockaddr *)&mysock,sizeof(struct sockaddr); /* bind的时候进行转化 */
    ... ...
    return 0;
}

题外话,两个函数 htons() 和 inet_addr()。

htons()作用是将端口号由主机字节序转换为网络字节序的整数值。(host to net)

inet_addr()作用是将一个IP字符串转化为一个网络字节序的整数值,用于sockaddr_in.sin_addr.s_addr。

inet_ntoa()作用是将一个sin_addr结构体输出成IP字符串(network to ascii)。比如:

printf("%s",inet_ntoa(mysock.sin_addr));

htonl()作用和htons()一样,不过它针对的是32位的(long),而htons()针对的是两个字节,16位的(short)。

与htonl()和htons()作用相反的两个函数是:ntohl()和ntohs()。

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