getaddrinfo()詳解 收藏
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 |
參數說明 |
int getaddrinfo( const char* nodename const char* servname, const struct addrinfo* hints,// struct addrinfo** res ); |
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 |
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 |
固定的參數 |
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 |
可以改動的參數 |
|
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 |
取值 |
值 |
說明 |
ai_family |
AF_INET |
2 |
IPv4 |
AF_INET6 |
23 |
IPv6 |
|
AF_UNSPEC |
0 |
協議無關 |
|
ai_protocol |
IPPROTO_IP |
0 |
IP協議 |
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 |
數據報 |
|
ai_flags |
AI_PASSIVE |
1 |
被動的,用于bind,通常用于server socket |
AI_CANONNAME |
2 |
|
|
AI_NUMERICHOST |
4 |
地址為數字串 |
對于ai_flags值的說明:
AI_NUMERICHOST |
AI_CANONNAME |
AI_PASSIVE |
0/1 |
0/1 |
0/1 |
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。