Beej网络socket编程指南——相关结构（3）

结构体
　　终于谈到编程了。在这章，我将谈到被套接字用到的各种数据类型。 因为它们中的一些内容很重要了。
首先是简单的一个：socket描述符。它是下面的类型：
int
仅仅是一个常见的 int。
从现在起，事情变得不可思议了，而你所需做的就是继续看下去。注 意这样的事实：有两种字节排列顺序：重要的字节 (有时叫 "octet"，即八 位位组) 在前面，或者不重要的字节在前面。前一种叫“网络字节顺序 (Network Byte Order)”。有些机器在内部是按照这个顺序储存数据，而另外 一些则不然。当我说某数据必须按照 NBO 顺序，那么你要调用函数(例如 htons() )来将它从本机字节顺序 (Host Byte Order) 转换过来。如果我没有 提到 NBO， 那么就让它保持本机字节顺序。
我的第一个结构(在这个技术手册TM中)--struct sockaddr.。这个结构 为许多类型的套接字储存套接字地址信息：
struct sockaddr

{
　　 unsigned short sa_family; /* 地址家族, AF_xxx */
　　 char sa_data[14]; /*14字节协议地址*/
};
sa_family 能够是各种各样的类型，但是在这篇文章中都是 "AF_INET"。 sa_data包含套接字中的目标地址和端口信息。这好像有点 不明智。
为了处理struct sockaddr，程序员创造了一个并列的结构： struct sockaddr_in ("in" 代表 "Internet"。)
struct sockaddr_in

{
　　 short int sin_family; /* 通信类型 */
　　 unsigned short int sin_port; /* 端口 */
　　 struct in_addr sin_addr; /* Internet 地址 */
　　 unsigned char sin_zero[8]; /* 与sockaddr结构的长度相同*/
};
用这个数据结构可以轻松处理套接字地址的基本元素。注意 sin_zero (它被加入到这个结构，并且长度和 struct sockaddr 一样) 应该使用函数 bzero() 或 memset() 来全部置零。 同时，这一重要的字节，一个指向 sockaddr_in结构体的指针也可以被指向结构体sockaddr并且代替它。这 样的话即使 socket() 想要的是 struct sockaddr *，你仍然可以使用 struct sockaddr_in，并且在最后转换。同时，注意 sin_family 和 struct sockaddr 中的 sa_family 一致并能够设置为 "AF_INET"。最后，sin_port和 sin_addr 必须是网络字节顺序 (Network Byte Order)！
你也许会反对道："但是，怎么让整个数据结构 struct in_addr sin_addr 按照网络字节顺序呢?" 要知道这个问题的答案，我们就要仔细的看一看这 个数据结构： struct in_addr, 有这样一个联合 (unions)：
/* Internet 地址 (一个与历史有关的结构) */
　　 struct in_addr {
　　 unsigned long s_addr;
　　 };
它曾经是个最坏的联合，但是现在那些日子过去了。如果你声明 "ina" 是数据结构 struct sockaddr_in 的实例，那么 "ina.sin_addr.s_addr" 就储 存4字节的 IP 地址(使用网络字节顺序)。如果你不幸的系统使用的还是恐 怖的联合 struct in_addr ，你还是可以放心4字节的 IP 地址并且和上面 我说的一样(这是因为使用了“#define”。)

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本机转换
　　我们现在到了新的章节。我们曾经讲了很多网络到本机字节顺序的转 换，现在可以实践了！
你能够转换两种类型： short (两个字节)和 long (四个字节)。这个函 数对于变量类型 unsigned 也适用。假设你想将 short 从本机字节顺序转 换为网络字节顺序。用 "h" 表示 "本机 (host)"，接着是 "to"，然后用 "n" 表 示 "网络 (network)"，最后用 "s" 表示 "short"： h-to-n-s, 或者 htons() ("Host to Network Short")。
太简单了...
如果不是太傻的话，你一定想到了由"n"，"h"，"s"，和 "l"形成的正确 组合，例如这里肯定没有stolh() ("Short to Long Host") 函数，不仅在这里 没有，所有场合都没有。但是这里有：
htons()--"Host to Network Short"
　　htonl()--"Host to Network Long"
　　ntohs()--"Network to Host Short"
　　ntohl()--"Network to Host Long"
现在，你可能想你已经知道它们了。你也可能想：“如果我想改变 char 的顺序要怎么办呢?” 但是你也许马上就想到，“用不着考虑的”。你也许 会想到：我的 68000 机器已经使用了网络字节顺序，我没有必要去调用 htonl() 转换 IP 地址。你可能是对的，但是当你移植你的程序到别的机器 上的时候，你的程序将失败。可移植性！这里是 Unix 世界！记住：在你 将数据放到网络上的时候，确信它们是网络字节顺序的。
最后一点：为什么在数据结构 struct sockaddr_in 中， sin_addr 和 sin_port 需要转换为网络字节顺序，而sin_family 需不需要呢? 答案是： sin_addr 和 sin_port 分别封装在包的 IP 和 UDP 层。因此，它们必须要 是网络字节顺序。但是 sin_family 域只是被内核 (kernel) 使用来决定在数 据结构中包含什么类型的地址，所以它必须是本机字节顺序。同时， sin_family 没有发送到网络上，它们可以是本机字节顺序。

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IP 地址和如何处理它们
现在我们很幸运，因为我们有很多的函数来方便地操作 IP 地址。没有 必要用手工计算它们，也没有必要用"<<"操作来储存成长整字型。 首先，假设你已经有了一个sockaddr_in结构体ina，你有一个IP地 址"132.241.5.10"要储存在其中，你就要用到函数inet_addr(),将IP地址从 点数格式转换成无符号长整型。使用方法如下：
ina.sin_addr.s_addr = inet_addr("132.241.5.10");
注意，inet_addr()返回的地址已经是网络字节格式，所以你无需再调用 函数htonl()。
我们现在发现上面的代码片断不是十分完整的，因为它没有错误检查。 显而易见，当inet_addr()发生错误时返回-1。记住这些二进制数字？(无符 号数)-1仅仅和IP地址255.255.255.255相符合！这可是广播地址！大错特 错！记住要先进行错误检查。
好了，现在你可以将IP地址转换成长整型了。有没有其相反的方法呢？ 它可以将一个in_addr结构体输出成点数格式？这样的话，你就要用到函数 inet_ntoa()("ntoa"的含义是"network to ascii")，就像这样：
printf("%s",inet_ntoa(ina.sin_addr));
它将输出IP地址。需要注意的是inet_ntoa()将结构体in-addr作为一 个参数，不是长整形。同样需要注意的是它返回的是一个指向一个字符的 指针。它是一个由inet_ntoa()控制的静态的固定的指针，所以每次调用 inet_ntoa()，它就将覆盖上次调用时所得的IP地址。例如：
char *a1, *a2;
.
.
a1 = inet_ntoa(ina1.sin_addr); /* 这是198.92.129.1 */
a2 = inet_ntoa(ina2.sin_addr); /* 这是132.241.5.10 */
printf("address 1: %s/n",a1);
printf("address 2: %s/n",a2);
输出如下：
address 1: 132.241.5.10
address 2: 132.241.5.10
假如你需要保存这个IP地址，使用strcopy()函数来指向你自己的字符 指针。
上面就是关于这个主题的介绍。稍后，你将学习将一个类 似"wintehouse.gov"的字符串转换成它所对应的IP地址(查阅域名服务,稍 后)。

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