[网络协议]getaddrinfo神秘面纱

1. getaddrinfo能做什么

• 名字到地址转换：解析DNS地址
• 服务到端口转换：将IP地址和端口转换为一个socket地址

2. 重要数据结构

struct addrinfo {
    int              ai_flags;
    int              ai_family;
    int              ai_socktype;
    int              ai_protocol;
    socklen_t        ai_addrlen;
    struct sockaddr *ai_addr;
    char            *ai_canonname;
    struct addrinfo *ai_next;
};

• ai_family
  • AF_INET：IPv4
  • AF_INET6：IPv6
  • AF_UNSPEC：协议无关
• ai_protocol
  • IPPROTO_IP：IP协议
  • IPPROTO_IPV4：IPv4协议
  • IPPROTO_IPV6：IPv6协议
  • IPPROTO_UDP：UDP
  • IPPROTO_TCP：TCP
• ai_socktype
  • SOCK_STREAM
  • SOCK_DGRAM
• ai_flags
  • AI_PASSIVE：被动的，常用于bind和accept，用于server端
  • AI_CANONNAME：返回主机的规范名称
  • AI_NUMERICHOST：地址为数字

3. getaddrinfo原型

int getaddrinfo(const char *node, const char *service,
    const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **res);

• node可选值
  • 点分十进制IPv4地址
  • IPv6地址
  • DNS地址
    • 当node为DNS地址时，有时会遇到getaddrinfo返回过慢的问题，为什么？
      • 当getaddrinfo用来解析DNS时，底层实现使用res_nxxx系列接口（如：res_nsearch）
• 影响getaddrinfo行为的hints.ai_flags值
  • 当为AI_PASSIVE，node为NULL，server为一个端口，则返回一个0.0.0.0:port对应的socket地址，该地址可用于bind和accept
  • 当不设置AI_PASSIVE时，node不为NULL，则返回一个可用于connect、sendto或sendmsg的socket地址；如果node为NULL，则返回127.0.0.1的socket地址
• service：设置socket地址对应的端口号。如果service为NULL，则端口默认被初始化为0
• res：返回一个指向addrinfo结构体链表

注：node或service中任何一个可以为NULL，但不能两者都为NULL

4. 用例

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    if (argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Please input a valid address!\n");
        return -1;
    }

    char buffer[256] = {0};
    struct addrinfo hints = {0}, *result = NULL, *tmp = NULL;
    struct sockaddr_in *addr = NULL;
    struct sockaddr_in6 *addr6 = NULL;

    hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
    hints.ai_family = AF_INET;
    hints.ai_flags = 0;
    hints.ai_protocol = 0;

    int ret = getaddrinfo(argv[1], NULL, &hints, &result);
    if (ret) {
        fprintf(stderr, "errno: %d: %s\n", ret, gai_strerror(ret));
        return -1;
    }

    for (tmp = result; tmp; tmp = tmp->ai_next) {
        if (AF_INET == tmp->ai_family) {
            addr = (struct sockaddr_in*)tmp->ai_addr;
            printf("IPv4 Address: %s:%d\n", inet_ntop(AF_INET, &addr->sin_addr, buffer, sizeof(buffer)), htons(addr->sin_port));
        } else {
            addr6 = (struct sockaddr_in6*)tmp->ai_addr;
            printf("IPv6 Address: %s:%d\n", inet_ntop(AF_INET6, &addr6->sin6_addr, buffer, sizeof(buffer)), htons(addr6->sin6_port));
        }
    }
    freeaddrinfo(result);

    return 0;
}