IPv4中使用gethostbyname()函數完成主機名到地址解析,但是該API不允許調用者指定
所需地址類型的任何信息,返回的結構只包含了用于存儲IPv4地址的空間。為了解決該問題,IPv6中引入了getaddrinfo()的新API,它是
協議無關的,既可用于IPv4也可用于IPv6。調用該函數會獲得一個addrinfo結構的列表,調用的返回值是addrinfo的結構(列表)指針。
??????? 本文結合在WinowsXP和Windows2003
Server上使用該函數的經驗,對getaddrinfo函數和addrinfo數據結構進行介紹,并對其參數的設置加以討論,主要包括
nodename和servname的取值對返回值的影響,hints成員變量的設置對返回值的影響等。
可能有不完全或不準確的地方,歡迎大家討論并指出。
1
.getaddrinfo函
數原型
函數
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參數說明
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int getaddrinfo(
const char* nodename
const char* servname,
const struct addrinfo* hints,//
struct addrinfo** res
);
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nodename:節點名可以是主機名,也可以是數字地址。(IPV4的10進點分,或是IPV6的16進制)
servname:包含十進制數的端口號或服務名如(ftp,http)
hints:是一個空指針或指向一個addrinfo結構的指針,由調用者填寫關于它所想返回的信息類型的線索。
res:存放返回addrinfo結構鏈表的指針
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Getaddrinfo提供獨立于協議的名稱解析。
函數的前兩個參數分別是節點名和服務名。節點名可以是主機名,也可以是地址串(IPv4的點分十進制數表示或IPv6的十六進制數字串)。服務名可
以是十進制的端口號,也可以是已定義的服務名稱,如ftp、http等。注意:其中節點名和服務名都是可選項,即節點名或服務名可以為NULL,
此時調用的結果將取缺省設置,后面將詳細討論。
函數的第三個參數hints是addrinfo結構的指針,由調用者填寫關于它所想返回的信息類型的線索。函數的返回值是一個指向addrinfo
結構的鏈表指針res。
2
.addrinfo結構
結構
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固定的參數
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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;
}
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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
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可以改動的參數
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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
參數說明
在getaddrinfo函數之前通常需要對以下6個參數進行以下設置:nodename、servname、hints的ai_flags、
ai_family、ai_socktype、ai_protocol
在6項參數中,對函數影響最大的是nodename,sername和hints.ai_flag
而ai_family只是有地址為v4地址或v6地址的區別。而ai_protocol一般是為0不作改動。
其中ai_flags、ai_family、ai_socktype說明如下:
參數
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取值
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值
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說明
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ai_family
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AF_INET
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2
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IPv4
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AF_INET6
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23
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IPv6
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AF_UNSPEC
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0
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協議無關
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ai_protocol
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IPPROTO_IP
|
0
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IP協議
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IPPROTO_IPV4
|
4
|
IPv4
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IPPROTO_IPV6
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41
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IPv6
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IPPROTO_UDP
|
17
|
UDP
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IPPROTO_TCP
|
6
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TCP
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ai_socktype
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SOCK_STREAM
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1
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流
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SOCK_DGRAM
|
2
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數據報
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ai_flags
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AI_PASSIVE
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1
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被動的,用于bind,通常用于server socket
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AI_CANONNAME
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2
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AI_NUMERICHOST
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4
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地址為數字串
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對于ai_flags值的說明:
AI_NUMERICHOST
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AI_CANONNAME
|
AI_PASSIVE
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0/1
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0/1
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0/1
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如上表所示,ai_flagsde值范圍為0~7,取決于程序如何設置3個標志位,比如設置ai_flags為
“AI_PASSIVE|AI_CANONNAME”,ai_flags值就為3。三個參數的含義分別為:
(1)AI_PASSIVE當此標志置位時,表示調用者將在bind()函數調用中使用返回的地址結構。當此標志不置位時,表示將在
connect()函數調用中使用。
當節點名位NULL,且此標志置位,則返回的地址將是通配地址。
如果節點名NULL,且此標志不置位,則返回的地址將是回環地址。
(2)AI_CANNONAME當此標志置位時,在函數所返回的第一個addrinfo結構中的ai_cannoname成員中,應該包含一個以空
字符結尾的字符串,字符串的內容是節點名的正規名。
(3)AI_NUMERICHOST當此標志置位時,此標志表示調用中的節點名必須是一個數字地址字符串。
4.實際使用的幾種常用設置
一般情況下,client/server編程中,server端調用bind(如果面向連接的還需要listen),client則不用掉bind
函數,解析地址后直接connect(面向連接)或直接發送數據(無連接)。因此,比較常見的情況有
(1)???????
通常服務器端在調用getaddrinfo之前,ai_flags設置AI_PASSIVE,用于bind;主機名nodename通常會設置為
NULL,返回通配地址[::]。
(2)???????
客戶端調用getaddrinfo時,ai_flags一般不設置AI_PASSIVE,但是主機名nodename和服務名servname(更愿意稱
之為端口)則應該不為空。
(3)???????
當然,即使不設置AI_PASSIVE,取出的地址也并非不可以被bind,很多程序中ai_flags直接設置為0,即3個標志位都不設置,這種情況下
只要hostname和servname設置的沒有問題就可以正確bind。
上述情況只是簡單的client/server中的使用,但實際在使用getaddrinfo和參考國外開源代碼的時候,曾遇到一些將
servname(即端口)設為NULL的情況
(當然,此時nodename必不為NULL,否則調用getaddrinfo會報錯)。以下分情況進行了測試:
(1)??????? 如果nodename是字符串型的IPv6地址,bind的時候會分配臨時端口;
(2)???????
如果nodename是本機名,servname為NULL,則根據操作系統的不同略有不同,本文僅在WinXP和Win2003上作了測試。
a)????????? WinXP系統(SP2)返回loopback地址[::1]
b)????????
Win2003則將本機的所有IPv6地址列表加以返回。因為通常一臺IPv6主機都有可能不止一個IPv6地址,比如fe80::1(本機
loopback地址)、fe80::***的Link-Local地址、3ffe:***的全局地址等等。這種情況下調用getaddrinfo會將這
些地址全部返回,調用者應該注意如何使用這些地址。另外要注意的是,對于fe80::的地址在綁定的時候必須標明接口地址,即使用
fe80::20d:60ff:fe78:51c2%4或fe80::1%1這樣的地址格式,通過getaddrinfo直接取出fe80地址好像無法直
接bind。