【Linux】socket地址、IP地址、Port端口转换

文章目录

• • • （一）通用socket地址
    • • （1）struct sockaddr
      • （2）struct sockaddr_storage
    • （二）专用socket地址
    • • （1） UNIX本地域协议族的socket地址结构体
      • （2）TCP/IP协议族地址结构体
    • （三）IP地址转换函数
    • • （1）将一个点分十进制字符串IP地址转成长整型
      • （2）将一个字符串IP地址转换为一个32位的网络序列IP地址
      • （3）将网络序列IP地址转成点分十进制字符串IP地址
      • （4）IP地址转换函数测试代码
    • （四）端口转换函数
    • • （1）主机端口转成网络端口（短整型short 16位）
      • （2）主机端口转成网络端口（长整型int 32位）
      • （3）网络端口转成主机端口（短整型short 16位）
      • （4）网络端口转成主机端口（长整型int 32位）
      • （5）端口转换测试代码

（一）通用socket地址 （1）struct sockaddr

• struct socketaddr类型是网络编程的通用地址类型，其定义如下

头文件：bits/socket.h

#include 
struct sockaddr
{
	sa_family_t sa_family;	//地址族（协议族）类型的变量
	char sa_data[14];	//存放socket地址值
};

• 协议族和地址族的关系
  

注意：宏PF_*和AF_*都定义在bits/socket.h中，两者的值相同，二者通常混用

• 协议族及其地址值

sa_data无法容纳大部分协议的地址值，所以产生了(2)

（2）struct sockaddr_storage

头文件：bits/socket.h

#include 
struct sockaddr_storage
{
	sa_family_t sa_family;
	unsigned long int __ssalign;
	char __ss_padding[128 - sizeof(__ssalign)];
};

该结构体空间够大，可存放地址值，而且使用__ss_align进行了字节对齐，但都不是很好用！！

由于（1）（2）设置IP地址和端口号都要执行位操作，比较繁琐，所以linux对各个协议提供了专用地址

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（二）专用socket地址 （1） UNIX本地域协议族的socket地址结构体

头文件：sys/un.h

#include 
struct sockaddr_un
{
	sa_family_t sin_family;	//地址族：AF_UNIX
	char sun_path[108];		//文件路径名
};

（2）TCP/IP协议族地址结构体

头文件：netinet/in.h

• IPv4

#include 
struct sockaddr_in
{
	sa_family_t sin_family;	//地址族：AF_INET
	u_int16_t sin_port;		//端口号，网络字节序
	struct in_addr sin_adrr;//IPv4地址结构体
};

#include 
struct in_addr
{
	u_int32_t s_addr;	//IPv4地址，网络字节序
};

• IPv6

#include 
struct sockadrr_in6
{
	sa_family_t sin6_family;	//地址族：AF_INET
	u_int16_t sin6_port;		//端口号：网络字节序
	u_int32_t sin6_flowinfo;	//流信息：设置0
	struct in6_addr sin6_addr;	//IPv6地址体
	u_int32_t sin6_scope_id;	//scope ID,处于试验阶段
};

#include 
struct in6_addr
{
	unsigned char sa_addr[16];	//IPv6地址：网络字节序
};

注意：在使用socket编程接口时，对这两个专用的地址结构体需要强制转换成struct sockaddr类型

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（三）IP地址转换函数

一般使用字符串表示IP地址：点分十进制表示IPv4地址，十六进制字符串表示IPv6地址。
编程使用中需要将字符串转成整型数据才能使用；

头文件：arpa/inet.h

（1）将一个点分十进制字符串IP地址转成长整型

in_addr_t inet_addr(const char* strptr);

• strptr ：点分十进制的字符串IP地址
• 返回值：成功无符号长整型数。失败返回INADDR_NONE

（2）将一个字符串IP地址转换为一个32位的网络序列IP地址

int inet_aton(const char* cp, struct in_addr* inp);

• cp : 字符串IP地址
• inp : 用来存放转换后的网络序列
• 返回值：成功返回1，IP地址不正确导致失败返回0，不设置errno值

（3）将网络序列IP地址转成点分十进制字符串IP地址

char* inet_ntoa(struct in_addr in);

• in : 网络序列IP地址
• 返回值：成功返回点分十进制的字符串IP地址，失败返回NULL

（4）IP地址转换函数测试代码

• 代码：

#include 
#include 

int main()
{
	//将字符串IP地址转成无符号长整形
	in_addr_t ret = inet_addr("127.0.0.1");
	printf("ret = %dn", ret);

	//将一个字符串IP地址转成32位网络序列IP地址
	struct in_addr buff;
	if(inet_aton("127.0.0.1", &buff) != 0)
	{
		printf("buff.s_addr = %dn", buff.s_addr);
	}

	//将网络字节序列转成点分十进制字符串IP地址
	
	char* s = inet_ntoa(buff);
	if(s != NULL)
	{
		printf("s = %sn", s);
	}

	return 0;
}

• 结果：
  

• 拓展：
  

（四）端口转换函数

头文件：arpa/inet.h

（1）主机端口转成网络端口（短整型short 16位）

uint16_t htons(uint16_t hostshort);

（2）主机端口转成网络端口（长整型int 32位）

uint32_t htons(uint32_t hostlong);

（3）网络端口转成主机端口（短整型short 16位）

uint16_t htons(uint16_t netshort);

（4）网络端口转成主机端口（长整型int 32位）

uint16_t htons(uint32_t netlong);

（5）端口转换测试代码

• 代码：

#include 
#include 

int main()
{
	//将主机端口6000转为网络端口
	uint16_t port_net = htons(6000);
	printf("网络端口port_net = %dn", port_net);

	//将上一步的网络端口在转成主机端口
	uint16_t port_short = ntohs(port_net);
	printf("主机端口port_short = %dn", port_short);

	return 0;
}

• 结果：