linux struct ifreq, struct sockaddr struct sockaddr_in的介绍

Struct ifreq结构定义在/usr/include/net/if.h,用来配置ip地址,激活接口,配置MTU等接口信息的。其中包含了一个接口的名字和具体内容——(是个共用体,有可能是IP地址,广播地址,子网掩码,MAC号,MTU或其他内容)。ifreq包含在ifconf结构中。而ifconf结构通常是用来保存所有接口的信息的。

转自:http://tech.sunplusedu.com/space/post-4064.aspx

 

ioctl获得本地ip地址时要用到两个结构体ifconfifreq,它们对于大多数人
来说都是比较陌生的,这里给大家一种比较简单的理解方法,当然只一种帮助
理解的方法,在描述中可能会有一些地方与真实定义有所出入,仅供参考.

首先先认识一下ifconfifreq

//ifconf通常是用来保存所有接口信息的
//if.h
struct ifconf 
{
    int    ifc_len;            /* size of buffer    */
    union 
    {
        char *ifcu_buf;                        /* input from user->kernel*/
        struct ifreq *ifcu_req;        /* return from kernel->user*/
    } ifc_ifcu;
};
#define    ifc_buf    ifc_ifcu.ifcu_buf        /* buffer address    */
#define    ifc_req    ifc_ifcu.ifcu_req        /* array of structures    */
 
//ifreq用来保存某个接口的信息
//if.h
struct ifreq 
{
    char ifr_name[IFNAMSIZ];
    union 
    {
        struct sockaddr ifru_addr;
        struct sockaddr ifru_dstaddr;
        struct sockaddr ifru_broadaddr;
        short ifru_flags;
        int ifru_metric;
        caddr_t ifru_data;
    } ifr_ifru;
};
#define ifr_addr ifr_ifru.ifru_addr
#define ifr_dstaddr ifr_ifru.ifru_dstaddr
#define ifr_broadaddr ifr_ifru.ifru_broadaddr

 

上边这两个结构看起来比较复杂,我们现在把它们简单化一些:
比如说现在我们向实现获得本地IP的功能。

我们的做法是:
1. 先通过ioctl获得本地所有接口的信息,并保存在ifconf
2.
再从ifconf中取出每一个ifreq中表示ip地址的信息

具体使用时我们可以认为ifconf就有两个成员:
ifc_len
ifc_bufifc_len:表示用来存放所有接口信息的缓冲区长度
ifc_buf:
表示存放接口信息的缓冲区

所以我们需要在程序开始时对ifconfifc_lenifc_buf进行初始化
接下来使用ioctl获取所有接口信息,完成后ifc_len存放实际获得的接口信息总长度
并且信息被存放在ifc_buf中。
接下来我们只需要从一个一个的接口信息获取ip地址信息即可。

下面有一个简单的参考:

#include 
#include 
#include 
#include 
#include in.h>
#include <string.h>
#include if.h>
#include 
 
int main()
{
    int i=0;
    int sockfd;
    struct ifconf ifconf;
    unsigned char buf[512];
    struct ifreq *ifreq;
  
    //初始化ifconf
    ifconf.ifc_len = 512;
    ifconf.ifc_buf = buf;
  
    if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0))<0)
    {
        perror("socket");
        exit(1);
    
    ioctl(sockfd, SIOCGIFCONF, &ifconf);    //获取所有接口信息
  
    //接下来一个一个的获取IP地址
    ifreq = (struct ifreq*)buf;  
    for(i=(ifconf.ifc_len/sizeof(struct ifreq)); i>0; i--)
    {
//      if(ifreq->ifr_flags == AF_INET){            //for ipv4
        printf("name = [%s]/n", ifreq->ifr_name);
        printf("local addr = [%s]/n", inet_ntoa(((struct sockaddr_in*)&(ifreq->ifr_addr))->sin_addr));
        ifreq++;
//      }
    }
    return 0;
}

 

此方法仅供参考,也适用于获取其他信息。

以下转自:http://woxihuanpes.blog.163.com/blog/static/12423219820098715741431/

struct ifreq

这个结构定义在/usr/include/net/if.h,用来配置ip地址,激活接口,配置MTU等接口信息的。

 

DE>/* Interface request structure used for socket ioctl's. All interface
   ioctl's must have parameter definitions which begin with ifr_name.
   The remainder may be interface specific. */


struct ifreq
  
{
#define IFHWADDRLEN 6
#define IFNAMSIZ IF_NAMESIZE
    
union
      
{
        
char ifrn_name[IFNAMSIZ];/* Interface name, e.g. "en0". */
      
} ifr_ifrn;

    
union
      
{
        
structsockaddr ifru_addr;
        
structsockaddr ifru_dstaddr;
        
structsockaddr ifru_broadaddr;
        
structsockaddr ifru_netmask;
        
structsockaddr ifru_hwaddr;
        
shortint ifru_flags;
        
int ifru_ivalue;
        
int ifru_mtu;
        
struct ifmap ifru_map;
        
char ifru_slave[IFNAMSIZ];/* Just fits the size */
        
char ifru_newname[IFNAMSIZ];
        __caddr_t ifru_data
;
      
} ifr_ifru;
  
};
#define ifr_name ifr_ifrn.ifrn_name /* interface name */
#define ifr_hwaddr ifr_ifru.ifru_hwaddr /* MAC address */
#define ifr_addr ifr_ifru.ifru_addr /* address */
#define ifr_dstaddr ifr_ifru.ifru_dstaddr /* other end of p-p lnk */
#define ifr_broadaddr ifr_ifru.ifru_broadaddr /* broadcast address */
#define ifr_netmask ifr_ifru.ifru_netmask /* interface net mask */
#define ifr_flags ifr_ifru.ifru_flags /* flags */
#define ifr_metric ifr_ifru.ifru_ivalue /* metric */
#define ifr_mtu ifr_ifru.ifru_mtu /* mtu */
#define ifr_map ifr_ifru.ifru_map /* device map */
#define ifr_slave ifr_ifru.ifru_slave /* slave device */
#define ifr_data ifr_ifru.ifru_data /* for use by interface */
#define ifr_ifindex ifr_ifru.ifru_ivalue /* interface index */
#define ifr_bandwidth ifr_ifru.ifru_ivalue /* link bandwidth */
#define ifr_qlen ifr_ifru.ifru_ivalue /* queue length */
#define ifr_newname ifr_ifru.ifru_newname /* New name */
#define _IOT_ifreq _IOT(_IOTS(char),IFNAMSIZ,_IOTS(char),16,0,0)
#define _IOT_ifreq_short _IOT(_IOTS(char),IFNAMSIZ,_IOTS(short),1,0,0)
#define _IOT_ifreq_int _IOT(_IOTS(char),IFNAMSIZ,_IOTS(int),1,0,0)

DE>

 DE>
/* Structure used in SIOCGIFCONF request. Used to retrieve interface
   configuration for machine (useful for programs which must know all
   networks accessible). */


struct ifconf
  
{
    
int ifc_len;/* Size of buffer. */
    
union
      
{
        __caddr_t ifcu_buf
;
        
struct ifreq *ifcu_req;
      
} ifc_ifcu;
  
};
#define ifc_buf ifc_ifcu.ifcu_buf /* Buffer address. */
#define ifc_req ifc_ifcu.ifcu_req /* Array of structures. */
#define _IOT_ifconf _IOT(_IOTS(struct ifconf),1,0,0,0,0)/* not right */DE>

 

linux环境下,结构体struct sockaddr/usr/include/linux/socket.h中定义,具体如下:
typedef unsigned short sa_family_t;
struct sockaddr {
        sa_family_t     sa_family;    /* address family, AF_xxx       */
        char            sa_data[14];    /* 14 bytes of protocol address */

linux环境下,结构体struct sockaddr_in/usr/include/netinet/in.h中定义,具体如下:
/* Structure describing an Internet socket address. */
struct sockaddr_in
{
    __SOCKADDR_COMMON (sin_);
    in_port_t sin_port;                     /* Port number. */
    struct in_addr sin_addr;            /* Internet address. */

    /* Pad to size of `struct sockaddr'. */
    unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) -
                           __SOCKADDR_COMMON_SIZE -
                           sizeof (in_port_t) -
                           sizeof (struct in_addr)];    
                           /*
字符数组sin_zero[8]的存在是为了保证结构体struct sockaddr_in的大小和结构体struct sockaddr的大小相等 */
};
struct sockaddr是通用的套接字地址,而struct sockaddr_in则是internet环境下套接字的地址形式,二者长度一样,都是16个字节。二者是并列结构,指向sockaddr_in结构的指针也可以指向sockaddr。一般情况下,需要把sockaddr_in结构强制转换成sockaddr结构再传入系统调用函数中。

下面是struct sockaddr_in中用到两个数据类型,具体定义如下:
/* Type to represent a port. */
typedef uint16_t in_port_t;

struct in_addr
其实就是32IP地址
struct in_addr {
        unsigned long s_addr;
};

BSD
网络软件中包含了两个函数,用来在二进制地址格式和点分十进制字符串格式之间相互转换,但是这两个函数仅仅支持IPv4
       in_addr_t inet_addr(const char *cp);
       char *inet_ntoa(struct in_addr in);
功能相似的两个函数同时支持IPv4IPv6
       const char *inet_ntop(int domain, const void *addr, char *str, socklen_t size);
       int inet_pton(int domain, const char *str, void *addr);

通常的用法是:
int sockfd;
struct sockaddr_in my_addr;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

my_addr.sin_family = AF_INET; /*
主机字节序 */
my_addr.sin_port = htons(MYPORT); /* short,
网络字节序 */

my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.1");

bzero(&(my_addr.sin_zero), 8); /* zero the rest of the struct */
//memset(&my_addr.sin_zero, 0, 8);

bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr));

#define UNIX_PATH_MAX 108

  struct sockaddr_un {

  sa_family_t sun_family; /*PF_UNIX
AF_UNIX */

  char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /*
路径名 */

  };

struct sockaddr
结构类型是用来保存socket信息的:
   struct sockaddr {
   unsigned short sa_family; /* 地址族, AF_xxx */——地址的格式
  char sa_data[14]; /* 14
字节的协议地址 */——地址值(IP和端口号)
  };

Sockfd是调用socket函数返回的socket描述符,my_addr是一个指向包含有本机IP地址及端口号等信息的sockaddr类型的指针;addrlen常被设置为sizeof(struct sockaddr)
  struct sockaddr结构类型是用来保存socket信息的:
  struct sockaddr {
   unsigned short sa_family; /* 地址族, AF_xxx */
char sa_data[14]; /* 14
字节的协议地址 */
};
  sa_family一般为AF_INET,代表InternetTCP/IP)地址族;sa_data则包含该socketIP地址和端口号。
  另外还有一种结构类型:
  struct sockaddr_in {
   short int sin_family; /* 地址族 */
   unsigned short int sin_port; /* 端口号 */
   struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */
   unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持与struct sockaddr同样大小 */
  };
  这个结构更方便使用。sin_zero用来将sockaddr_in结构填充到与struct sockaddr同样的长度,可以用bzero()memset()函数将其置为零。指向sockaddr_in 的指针和指向sockaddr的指针可以相互转换,这意味着如果一个函数所需参数类型是sockaddr时,你可以在函数调用的时候将一个指向 sockaddr_in的指针转换为指向sockaddr的指针;或者相反。


你只要记住,填值的时候使用sockaddr_in结构,而作为函数的
参数传入的时候转换成sockaddr结构就行了,毕竟都是16个字符
长。


struct in_addr {
union {
struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b;
struct { u_short s_w1,s_w2; } S_un_w;
u_long S_addr;
} S_un };

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