【C++】Winsock套接字编程，struct sockaddr、sockaddr

前一篇关于windows平台下winsock套接字编程的相关api

struct sockaddr与struct sockaddr_in

在bind函数，connect函数里提到了套接字编程网络地址信息结构体const struct sockaddr和const struct sockaddr_in

关于const struct sockaddr是通用的套接字网络地址信息结构体，而const struct sockaddr_in主要针对于TCP/IP协议体系的网络地址信息存储（sockaddr_in更适合操作）

二者的内存占用一样，所以在调用对应api时候，可以直接将sockaddr_in进行类型强转为sockaddr即可

看一下二者的内部结构

struct sockaddr

{

unsigned short int sa_family; //协议族

unsigned char sa_data[14]; //地址信息

}

struct sockaddr_in

{

short sin_family; //协议族

unsigned short int sin_port; //端口号（windows平台部分编译环境下，可能将此类型typdef为in_port_t）

struct in_addr sin_addr; //intenet地址信息，详细内容之后讨论

unsigned char sin_zero[len]; //充填部分

}

我们着重看一下struct sockaddr_in这个结构体

short sin_family，对于TCP/IP协议，赋值AF_INET即可
unsigned short int sin_port，通信的端口号（网络字节序赋值，关于主机字节序和网络字节序的区别，之后讨论），我在vs2015下，unsigned short int类型被typedef为in_port_t。
struct in_addr sin_addr，保存internet地址信息，也就是我们常说的IP地址，这是一个结构体，来看一下它的内容

struct in_addr

{

union

{

struct

{

uchar s_b,s_b2,s_b3,s_b4;

}S_un_b;

struct

{

ushort s_w1,s_w2;

}S_un_w;

u_long S_addr; //网络字节序

}S_un;

}

struct in_addr结构体中，使用联合union，三种方式来保存IP地址信息；

关于IP地址，这是一个4字节的无符号整型，此结构体也就对应了三种保存方式：1.S_un_b单字节保存为；2.S_un_w，双字节保存；3.S_addr，4字节保存；

我们常用S_addr4字节直接保存IP地址信息

unsigned char sin_zero[len]用来充填对齐，使sockaddr_in与sockaddr内存对齐，不用关注。

网络字节序与主机字节序

在之前，一直提到对应的端口port与网络地址IP地址，必须使用网络字节序来操作。

什么是网络字节序，还有对应的主机字节序是什么？

首先，我们先看一下目前计算机当中存在的两种字节序

little_endian，big_endian

对于一个数，在计算机内存存储有两种方式：

一，将数字的低位存在内存的起始地址上，称为little_endian

二，将数字的高位存在内存的起始地址上，称为big_endian

由于目前计算机工艺的区别，不同计算机采用了不同的存储序，我们可以通过一些方式查询到自己计算机的字节序（本文不再赘述，可自行查找）

为了保证计算机在网络通信时，不会因为两种顺序造成寻址失败，规定将 big_endian称为网络字节序

PS：主机字节序与little_endian、big_endian没有直接关系。并不是说little_endian就是主机字节序。主机字节序是根据本台计算机的硬件决定的，主机字节序既可能是little_endian，也可能是big_endian。

所以，我们在操作sockaddr_in里sin_port和sin_addr时，一定要将网络字节序的端口号和IP地址操作进去

（关于网络字节序与主机字节序的转换函数，之后介绍）

举例：

对于点分十进制IP地址“192.168.3.31”，这是一个4字节的数据

对应的二进制：1100 0000 1010 1000 0000 0011 0001 1111

对应十进制 ‭3232236319‬

如果转换到网络字节序（big_endian）下，那么高位就会存放在起始位置上（4字节数据颠倒存放）

那么对应的二进制：0001 1111 0000 0011 1010 1000 1100 0000

对应十进制： ‭520333504‬

转换函数：(h-host主机，n-net网络，l-long4字节，s-short2字节)

主机字节序转换为网络字节序：

u_long htonl(u_long hostlong); //4字节

u_short htons(u_short hostshort); //2字节

网络字节序转换为主机字节序：

u_long ntohl(u_long netlong); //4字节

u_long ntohs(u_short netshort); //2字节

对于sockaddr，sockaddr_in结构体中的端口号sin_port，需要使用2字节的转换函数来转换

对于in_addr结构体中的S_addr，需要使用4字节转换函数来转换

另一种IP地址的转换函数：

对于上面提到的转换函数，使用起来必然是很困难的，因为我们日常中常见的IP地址是点分十进制“192.168.1.1”这样的形式。

如果我们需要使用上面的函数，则需要自己先手工将点分十进制转换成普通十进制二进制才能使用。这样很麻烦。

所以，我们有其他直接将点分十进制char类型转换成网络字节序的函数

unsigned long inet_addr inet_addr(const char *cp);

我们可以直接将const char *cp="192.168.1.1"这样形式的IP地址使用该函数转换为网络字节序。

但是，我使用的是windows10，VS2015环境，如果使用这个函数，则会编译报错。

会提示使用inet_pton()函数来进行转换

查了相关资料，inet_addr函数相对较旧，不支持IPv6，所以VS2015已经不支持，VS2010目测支持。而linux平台下，win平台下使用codeblock附加对应库函数，也可以使用。

但是为了保证VS2015的正常运行，所以我还是改用了支持IPv6的inet_pton()函数。

函数int inet_pton(int af, const char *src, void *dst); 附加头函数#include<WS2tcpip.h>

参数：af-协议地址族 TCP/IP协议使用AF_INET

src-字符串形式的点分十进制IP地址

对应的in_addr结构体指针，必须使用void类型强转

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