网络编程中常见地址结构与转换（IPv4/IPv6)

1. sockaddr/sockaddr_in/in_addr (IPv4)、sockaddr6_in/in6_addr/addrinfo (IPv6)

    struct sockaddr {  
          unsigned short sa_family;     　　　　/* address family, AF_xxx */  
          char sa_data[14];                  　/* 14 bytes of protocol address */  
    };  
      
    struct sockaddr_in {  
          short int sin_family;                /* Address family AF_INET */  
          unsigned short int sin_port;    　　　/* Port number */  
          struct in_addr sin_addr;         　　/* Internet address */  
          unsigned char sin_zero[8];     　　　/* Same size as struct sockaddr */  
    };  

    struct in_addr {  
          unsigned long s_addr;           　　/* Internet address */  
    };  
      
    struct sockaddr_in6 {  
          sa_family_t sin6_family;         　　/* AF_INET6 */  
          in_port_t sin6_port;                /* transport layer port # */  
          uint32_t sin6_flowinfo;           　 /* IPv6 traffic class & flow info */  
          struct in6_addr sin6_addr;    　　　 /* IPv6 address */  
          uint32_t sin6_scope_id;        　　　/* set of interfaces for a scope */  
    };  
    struct in6_addr {  
          uint8_t s6_addr[16];            　　/* IPv6 address */  
    };  
      
    struct addrinfo{  
          int ai_flags;                         /* AI_PASSIVE,AI_CANONNAME,AI_NUMERICHOST */  
          int ai_family;                        /* AF_INET,AF_INET6 */  
          int ai_socktype;                   　　/* SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM */  
          int ai_protocol;                   　　/* IPPROTO_IP, IPPROTO_IPV4, IPPROTO_IPV6 */  
          size_t ai_addrlen;               　　　/* Length */  
          char *ai_cannoname;         　　　　　　/* */  
          struct sockaddr *ai_addr;  　　　　　　 /* struct sockaddr */  
          struct addrinfo *ai_next;     　　　　 /* pNext */  
    }  

2. 与IP地址相关的常用网络编程函数

2.1 地址转化函数

IPv4中，可使用inet_ntoa/inet_aton来转化字符串形式表示的IPv4地址和数字形式表示的IPv4地址。此两函数不适用于IPv6地址转换。在Linux环境下使用inet_ntoa/inet_atoa时，需加头文件：

#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>

函数原型：

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

举例:

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>

int main(int aargc, char* argv[])
{
    struct in_addr addr1;
    ulong l1;
    l1 = inet_addr("192.168.0.74");
    memcpy(&addr1, &l1, sizeof(l1));
    printf("%s\n", inet_ntoa(addr1));
　　 if(inet_aton("127.0.0.1", &addr1)){
　　　　printf("inet_aton:ip=%lu\n",ntohl(inp.s_addr));
　　 }
　　 else{
　　　　printf("inet_aton return -1 when 255.255.255.255\n");
　　 }
　　 return 0;
}

IPv6中，使用inet_ntop/inet_pton来转化字符串形式表示的IPv6地址和数字形式表示的IPv6地址。IPv4中也可使用这两个函数。


函数原型：

int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);         
//这个函数转换字符串到网络地址，第一个参数af是地址族，转换后存在dst中 af的值可为AF_INET (代表使用IPv4协议）或AF_INET6（代表作用IPv6协议）

const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t cnt);
//这个函数转换网络二进制结构到ASCII类型的地址，参数的作用和上面相同，只是多了一个参数socklen_t cnt,
//他是所指向缓存区dst的大小，避免溢出，如果缓存区太小无法存储地址的值，则返回一个空指针，并将errno置为ENOSPC

 举例：

#include <stdio.h>     
#include <stdlib.h>     
#include <string.h>     
#include <arpa/inet.h>     
          
int main(int argc, char **argv)     
{     
    unsigned char buf[sizeof(struct in6_addr)];     
    int domain, s;     
    char str[INET6_ADDRSTRLEN];     
          
    if(argc != 3){     
        fprintf(stderr, "usage: %s {i4|i6|<num>} string/n", argv[0]);     
        exit(EXIT_FAILURE);     
    }     
          
    domain = (strcmp(argv[1], "i4") == 0) ? AF_INET:(strcmp(argv[1], "i6") == 0) ? AF_INET6 : atoi(argv[1]);     
              
    //IP字符串 ——》网络字节流     
    s = inet_pton(domain, argv[2], buf);     
    if(s<=0){     
        if(0 == s)     
            fprintf(stderr, "Not in presentation format/n");     
        else
            perror("inet_pton");     
        exit(EXIT_FAILURE);     
    }     
          
    //网络字节流 ——》IP字符串     
    if(inet_ntop(domain, buf, str, INET6_ADDRSTRLEN) == NULL){       
        perror("inet ntop/n");     
        exit(EXIT_FAILURE);     
    }     
          
    printf("%s/n", str);     
    exit(EXIT_SUCCESS);     
}