getaddrinfo()函數(shù)詳解
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1. 概述IPv4中使用 gethostbyname()函數(shù) 完成主機(jī)名到地址解析，這個函數(shù)僅僅支持IPv4，且不允許調(diào)用者指定所需地址類型的任何信息，返回的結(jié)構(gòu)只包含了用于存儲IPv4地址的空間。IPv6中引入了getaddrinfo()的新API，它是協(xié)議無關(guān)的，既可用于IPv4也可用于IPv6。getaddrinfo函數(shù)能夠處理名字到地址以及服務(wù)到端口這兩種轉(zhuǎn)換，返回的是一個addrinfo的結(jié)構(gòu)（列表）指針而不是一個地址清單。這些addrinfo結(jié)構(gòu)隨后可由套接口函數(shù)直接使用。如此以來，getaddrinfo函數(shù)把協(xié)議相關(guān)性安全隱藏在這個庫函數(shù)內(nèi)部。應(yīng)用程序只要處理由getaddrinfo函數(shù)填寫的套接口地址結(jié)構(gòu)。該函數(shù)在 POSIX規(guī)范中定義了。
2. 函數(shù)說明
包含頭文件
#include<netdb.h>
函數(shù)原型
int getaddrinfo( const char *hostname, const char *service, const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **result );
參數(shù)說明
hostname:一個主機(jī)名或者地址串(IPv4的點(diǎn)分十進(jìn)制串或者IPv6的16進(jìn)制串)
service：服務(wù)名可以是十進(jìn)制的端口號，也可以是已定義的服務(wù)名稱，如ftp、http等
hints：可以是一個空指針，也可以是一個指向某個 addrinfo結(jié)構(gòu)體 的指針，調(diào)用者在這個結(jié)構(gòu)中填入關(guān)于期望返回的信息類型的暗示。舉例來說：如果指定的服務(wù)既支持TCP也支持UDP，那么調(diào)用者可以把hints結(jié)構(gòu)中的ai_socktype成員設(shè)置成SOCK_DGRAM使得返回的僅僅是適用于數(shù)據(jù)報(bào)套接口的信息。
result：本函數(shù)通過result指針參數(shù)返回一個指向addrinfo結(jié)構(gòu)體鏈表的指針。
返回值：0——成功，非0——出錯
3. 參數(shù)設(shè)置
在getaddrinfo函數(shù)之前通常需要對以下6個參數(shù)進(jìn)行以下設(shè)置：nodename、servname、hints的ai_flags、ai_family、ai_socktype、ai_protocol。
在6項(xiàng)參數(shù)中，對函數(shù)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(qū)別。ai_protocol一般是為0不作改動。
getaddrinfo在實(shí)際使用中的幾種常用參數(shù)設(shè)置
一般情況下，client/server編程中，server端調(diào)用bind（如果面向連接的還需要listen），client則不用掉bind函數(shù)，解析地址后直接connect（面向連接）或直接發(fā)送數(shù)據(jù)（無連接）。因此，比較常見的情況有
（1）??? 通常服務(wù)器端在調(diào)用getaddrinfo之前，ai_flags設(shè)置AI_PASSIVE，用于bind；主機(jī)名nodename通常會設(shè)置為NULL，返回通配地址[::]。
（2）??? 客戶端調(diào)用getaddrinfo時，ai_flags一般不設(shè)置AI_PASSIVE，但是主機(jī)名nodename和服務(wù)名servname（更愿意稱之為端口）則應(yīng)該不為空。
（3）??? 當(dāng)然，即使不設(shè)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(shè)置為0，即3個標(biāo)志位都不設(shè)置，這種情況下只要hostname和servname設(shè)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(shí)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(shè)為NULL的情況(當(dāng)然，此時nodename必不為NULL，否則調(diào)用getaddrinfo會報(bào)錯)。
以下分情況進(jìn)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(jī)名，servname為NULL，則根據(jù)操作系統(tǒng)的不同略有不同，本文僅在WinXP和Win2003上作了測試。
??????? a)??? WinXP系統(tǒng)（SP2）返回loopback地址[::1]
??????? b)??? Win2003則將本機(jī)的所有IPv6地址列表加以返回。因?yàn)橥ǔＲ慌_IPv6主機(jī)都有可能不止一個IPv6地址，比如fe80::1（本機(jī) loopback地址）、fe80::***的Link-Local地址、3ffe:***的全局地址等等。這種情況下調(diào)用getaddrinfo會將這些地址全部返回，調(diào)用者應(yīng)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(biāo)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。
?? ??? ?
?? ??? ?
4. 使用細(xì)節(jié)
如果本函數(shù)返回成功，那么由result參數(shù)指向的變量已被填入一個指針，它指向的是由其中的ai_next成員串聯(lián)起來的addrinfo結(jié)構(gòu)鏈表。可以導(dǎo)致返回多個addrinfo結(jié)構(gòu)的情形有以下2個：
??? 1.??? 如果與hostname參數(shù)關(guān)聯(lián)的地址有多個，那么適用于所請求地址簇的每個地址都返回一個對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。
??? 2.??? 如果service參數(shù)指定的服務(wù)支持多個套接口類型，那么每個套接口類型都可能返回一個對應(yīng)的結(jié)構(gòu)，具體取決于hints結(jié)構(gòu)的ai_socktype成員。
我們必須先分配一個hints結(jié)構(gòu)，把它清零后填寫需要的字段，再調(diào)用getaddrinfo，然后遍歷一個鏈表逐個嘗試每個返回地址。
?? ??? ?
getaddrinfo解決了把主機(jī)名和服務(wù)名轉(zhuǎn)換成套接口地址結(jié)構(gòu)的問題。
其中，如果getaddrinfo出錯，那么返回一個非0的錯誤值。
#include<netdb.h>
const char *gai_strerror( int error );
該函數(shù)以getaddrinfo返回的非0錯誤值的名字和含義為他的唯一參數(shù)，返回一個指向?qū)?yīng)的出錯信息串的指針。
由getaddrinfo返回的所有存儲空間都是動態(tài)獲取的，這些存儲空間必須通過調(diào)用freeaddrinfo返回給系統(tǒng)。
#include< netdb.h >
void freeaddrinfo( struct addrinfo *ai );
ai參數(shù)應(yīng)指向由getaddrinfo返回的第一個addrinfo結(jié)構(gòu)。這個連表中的所有結(jié)構(gòu)以及它們指向的任何動態(tài)存儲空間都被釋放掉。
5. 例子
代碼
#include?
<
stdio.h
>
#include? < stdlib.h >
#include? < sys / socket.h >
#include? < netinet / in .h >
#include? < netdb.h >
#include? < string .h >
int ?main( int ?argc,? char ? ** argv)
{
if ?(argc? != ? 2 )?{
fprintf(stderr,? " Usage:?%s?hostname\n " ,
argv[ 1 ]);
exit( 1 );???
}
struct ?addrinfo? * answer,?hint,? * curr;
char ?ipstr[ 16 ];???
bzero( & hint,? sizeof (hint));
hint.ai_family? = ?AF_INET;
hint.ai_socktype? = ?SOCK_STREAM;
int ?ret? = ?getaddrinfo(argv[ 1 ],?NULL,? & hint,? & answer);
if ?(ret? != ? 0 )?{
fprintf(stderr, " getaddrinfo:?&s\n " ,
gai_strerror(ret));
exit( 1 );
}
for ?(curr? = ?answer;?curr? != ?NULL;?curr? = ?curr -> ai_next)?{
inet_ntop(AF_INET,
& ((( struct ?sockaddr_in? * )(curr -> ai_addr)) -> sin_addr),
ipstr,? 16 );
printf( " %s\n " ,?ipstr);
}
freeaddrinfo(answer);
exit( 0 );
}
#include? < stdlib.h >
#include? < sys / socket.h >
#include? < netinet / in .h >
#include? < netdb.h >
#include? < string .h >
int ?main( int ?argc,? char ? ** argv)
{
if ?(argc? != ? 2 )?{
fprintf(stderr,? " Usage:?%s?hostname\n " ,
argv[ 1 ]);
exit( 1 );???
}
struct ?addrinfo? * answer,?hint,? * curr;
char ?ipstr[ 16 ];???
bzero( & hint,? sizeof (hint));
hint.ai_family? = ?AF_INET;
hint.ai_socktype? = ?SOCK_STREAM;
int ?ret? = ?getaddrinfo(argv[ 1 ],?NULL,? & hint,? & answer);
if ?(ret? != ? 0 )?{
fprintf(stderr, " getaddrinfo:?&s\n " ,
gai_strerror(ret));
exit( 1 );
}
for ?(curr? = ?answer;?curr? != ?NULL;?curr? = ?curr -> ai_next)?{
inet_ntop(AF_INET,
& ((( struct ?sockaddr_in? * )(curr -> ai_addr)) -> sin_addr),
ipstr,? 16 );
printf( " %s\n " ,?ipstr);
}
freeaddrinfo(answer);
exit( 0 );
}
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