socket最開(kāi)始的含義是一個(gè)IP地址和端口隊(duì)（ip，port）。它唯一地表示了使用TCP通信的一端。這就是socket地址。

主機(jī)字節(jié)序和網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序

現(xiàn)在CPU的累加器一次都能裝載（至少）4字節(jié)（這里考慮32位機(jī)器，下同），即一個(gè)整數(shù)。那么這4個(gè)字節(jié)在內(nèi)存中排列的順序?qū)⒂绊懰焕奂悠餮b載成的整數(shù)的值。這就是字節(jié)序的問(wèn)題。

字節(jié)序分為大端字節(jié)序（big endian）和小端字節(jié)序（little endian)。大端字節(jié)序是指一個(gè)整數(shù)的高位字節(jié)（23 ～ 31 bit)存儲(chǔ)在內(nèi)存的地址處，低位字節(jié)（0～7 bit）存儲(chǔ)在內(nèi)存的高地址處。小端字節(jié)序則指整數(shù)的高位字節(jié)序存儲(chǔ)在內(nèi)存的高地址處，而低位字節(jié)序則存在在內(nèi)存的低地址處。

下面的代碼是檢查機(jī)器的字節(jié)序：

#include <stdio.h>

void byteorder()
{
    union{
        short value;
        char union_bytes[sizeof(short)];
    }test;

    test.value = 0x0102;

    if((test.union_bytes[0] == 1) && (test.union_bytes[1] == 2)){
        printf("big endiann");
    }
    else if((test.union_bytes[0] == 2) && (test.union_bytes[1] == 1)){
        printf("little endiann");
    }
    else{
        printf("unknownn");
    }

}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    byteorder();
    return 0;
}

當(dāng)格式化的數(shù)據(jù)（比如32bit整型數(shù)和16bit短型數(shù)）在兩臺(tái)使用不同字節(jié)序的主機(jī)之間傳遞時(shí)，接收端必然錯(cuò)誤地解釋之。

解決問(wèn)題的方法是：發(fā)送端總是把要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成大端字節(jié)序再發(fā)送，而接收端知道對(duì)方傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)總是采用大端字節(jié)序，所以接收端可以根據(jù)自身采用的字節(jié)序決定是否對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換（小端機(jī)轉(zhuǎn)換，大端機(jī)不轉(zhuǎn)換）。因此大端字節(jié)序也稱為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序，它給所有接受數(shù)據(jù)的主機(jī)提供了一個(gè)正確解釋收到的格式化數(shù)據(jù)的保證。

需要指出的是，即使是同一臺(tái)機(jī)器上的兩個(gè)進(jìn)程（比如一個(gè)由C語(yǔ)言，另一個(gè)JAVA編寫）通信，也要考慮字節(jié)序的問(wèn)題（JAVA虛擬機(jī)采用大端字節(jié)序）。

linux提供了4個(gè)函數(shù)來(lái)完成主機(jī)字節(jié)序和網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序之間的轉(zhuǎn)換。

#include <netinet/in.h>

unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong);

unsigned short int htons(unsigned short int hostshort);

unsigned long int ntohl(unsigned long int netlong);

unsigned short int ntohs(unsigned short int netshort);

它們的含義很明確，比如htonl表示“host to network long"，即將長(zhǎng)整型（32bit)的主機(jī)字節(jié)序轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序數(shù)據(jù)。這四個(gè)函數(shù)中，長(zhǎng)整型函數(shù)通常用來(lái)轉(zhuǎn)換IP地址，短整型函數(shù)用來(lái)轉(zhuǎn)換端口號(hào)。（當(dāng)然不限于此。任何格式化的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，都應(yīng)該使用這些函數(shù)來(lái)轉(zhuǎn)化字節(jié)序）。

通用socket地址

socket網(wǎng)絡(luò)編程接口中表示socket地址的是結(jié)構(gòu)體sockaddr，其定義如下：

#include <bits/socket.h>
struct sockaddr
{
    sa_family_t sa_family;
    char sa_data[14];
};

sa_family成員是地址族類型（sa_family_t）的變量。地址族類型通常與協(xié)議族類型對(duì)應(yīng)。

常見(jiàn)的協(xié)議族（protocol family，也稱domain）和對(duì)應(yīng)的地址族如下表：

宏P(guān)F_*和AF_*都定義在bits/socket.h頭文件中，且后者與前者有完全相同的值，所以二者通常混用。

sa_data成員用于存放socket地址值。但是不同的協(xié)議族的地址值具有不同的含義和長(zhǎng)度。如下表所示：

由此可以發(fā)現(xiàn)，14字節(jié)的sa_data根本無(wú)法完全容納多數(shù)協(xié)議族的地址值。因此，Linux定義了下面這個(gè)新的通用socket地址結(jié)構(gòu)體：

#include <bits/socket.h>
struct sockaddr_storage
{
    sa_family_t sa_family;
    unsigned long int __ss_align;
    char __ss_padding[128 - sizeof(__ss_align)];
};

這個(gè)結(jié)構(gòu)體不僅提供了足夠大的空間用于存放地址值，而且是內(nèi)存對(duì)齊的（這是__ss_align成員的作用）。

專用socket地址

上面這兩個(gè)通用socket地址結(jié)構(gòu)體顯然很不好用，比如設(shè)置與獲取IP地址和端口號(hào)就需要執(zhí)行煩瑣的位操作。所以Liunx為各個(gè)協(xié)議族提供了專門的socket地址結(jié)構(gòu)體。

UNIX本地域協(xié)議族使用如下專用socket地址結(jié)構(gòu)體：

#include <sys/un.h>
struct sockaddr_un
{
    sa_family_t sin_family; /*地址族： AF_UNIX*/
    char sun_path[108];  /*文件路徑名*/
};

TCP/IP協(xié)議族有sockaddr_in和sockaddr_in6兩個(gè)專用socket地址結(jié)構(gòu)體，它們分別用于IPv4和IPv6：

struct sockaddr_in
{
    sa_family_t sin_family;     /*地址族：AF_INET*/
    u_int16_t sin_port;         /*端口號(hào)，要用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序表示*/
    struct in_addr sin_addr;    /*IPv4地址結(jié)構(gòu)體*/
};

struct in_addr
{
    u_int32_t s_addr;           /*IPv4地址， 要用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序表示*/
};

struct sockaddr_in6
{
    sa_family_t sin6_family;     /*地址族：AF_INET6*/
    u_int16_t sin6_port;         /*端口號(hào)，要用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序表示*/
    u_int32_t sin6_flowinfo;     /*流信息，應(yīng)設(shè)置為0*/
    struct in6_addr sin6_addr;   /*IPv6地址結(jié)構(gòu)體*/
    u_int32_t sin6_scope_id;     /*scope ID, 尚處于實(shí)驗(yàn)階段*/
};

struct in6_addr
{
    unsigned char sa_addr[16];           /*IPv6地址， 要用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序表示*/
};

這兩個(gè)專用socket地址結(jié)構(gòu)體各字段的含義很明確。

所有專用socket地址（以及sockaddr_storage）類型的變量在實(shí)際使用時(shí)都需要轉(zhuǎn)化為通用socket地址類型sockaddr(強(qiáng)制轉(zhuǎn)化即可)，因?yàn)樗衧ocket編程接口使用的地址參數(shù)的類型都是sockaddr。

IP地址轉(zhuǎn)換函數(shù)

通常，人們習(xí)慣用可讀性好的字符串來(lái)表示IP地址，比如用點(diǎn)分十進(jìn)制字符串表示IPv4地址，以及用十六進(jìn)制字符串表示IPv6地址。但編程中我們需要先把它們轉(zhuǎn)化為整數(shù)（二進(jìn)制數(shù)）方能使用。而記錄日志則相反，我們要把整數(shù)表示的IP地址轉(zhuǎn)化為可讀的字符串。

下面3個(gè)函數(shù)可用于用點(diǎn)分十進(jìn)制字符串表示的字符串表示的IPv4地址和用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序整數(shù)表示的IPv4地址之間轉(zhuǎn)換：

#include <arpa/inet.h>

in_addr_t inet_addr(const char * strptr);

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

char *inet_ntoa(struct in_addr in);

inet_addr函數(shù)將用點(diǎn)分十進(jìn)制串表示的IPv4地址轉(zhuǎn)化為用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序整數(shù)表示的IPv4地址。失敗返回INADDR_NONE。

inet_aton函數(shù)完成和inet_addr同樣的功能，但是將轉(zhuǎn)化結(jié)果存儲(chǔ)與參數(shù)inp指向的地址結(jié)構(gòu)中。它成功返回1,失敗則返回0。

inet_ntoa函數(shù)將用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序整數(shù)表示的IPv4地址轉(zhuǎn)換為用點(diǎn)分十進(jìn)制字符串表示的IPv4地址。但需要注意的是：該函數(shù)內(nèi)部用一個(gè)靜態(tài)變量存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化結(jié)果，函數(shù)的返回值指向該靜態(tài)內(nèi)存，因此inet_ntoa是不可重入的。

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    char ip1[] = "1.2.3.4";
    char ip2[] = "10.194.71.60";
    
    struct in_addr inAddr1;    
    struct in_addr inAddr2;    

    inet_aton(ip1, &inAddr1);
    inet_aton(ip2, &inAddr2);

    char *szValue1 = inet_ntoa(inAddr1);
    char *szValue2 = inet_ntoa(inAddr2);

    printf("address1: %sn", szValue1);
    printf("address2: %sn", szValue2);

    return 0;
}

不可重入的inet_ntoa函數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

下面這對(duì)更新的函數(shù)也能完成和前面3和函數(shù)一樣的功能，并且它們使用適用于IPv4地址和IPv6地址：

#include <arpa/inet.h>

int inet_pton(int af, const char* src, void *dst);

const char* inet_ntop(int af, const void* src, char* dst, socklen_t cnt);

inet_pton函數(shù)將用于字符串表示的IP地址src(用點(diǎn)分十進(jìn)制字符串表示的IPv4地址或用十六進(jìn)制字符串表示的IPv6地址)轉(zhuǎn)換成用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序整數(shù)表示的IP地址，并把轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)于dst指向的內(nèi)存中。其中，af參數(shù)指定地址族:

• AF_INET
• AF_INET6

inet_pton成功返回1,失敗則返回0并設(shè)置errno。

inet_ntop函數(shù)進(jìn)行相反的轉(zhuǎn)換，前三個(gè)參數(shù)的含義與inet_pton參數(shù)相同，最后一個(gè)cnt指定目標(biāo)存儲(chǔ)單元的大小。下面兩個(gè)宏能幫助我們指定這個(gè)大小（分別用于IPv4和IPv6）：

#include <netinet/in.h>

#define INET_ADDRSTRLEN 16

#define INET6_ADDRSTRLEN 46

inet_ntop成功時(shí)返回目標(biāo)存儲(chǔ)單元的地址，失敗返回NULL并設(shè)置errno。

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

int main()
{
    char *ipv4 = "10.0.0.200";
    char *ipv6 = "fe80::4bde:83d8:dbcf:72f3";

    in_addr inAddr4;
    in6_addr inAddr6;

    inet_pton(AF_INET, ipv4, &inAddr4);
    inet_pton(AF_INET6, ipv6, &inAddr6);

    char addr1[INET_ADDRSTRLEN];
    char addr2[INET6_ADDRSTRLEN];

    if(addr1 == inet_ntop(AF_INET, (void *)&inAddr4, addr1, INET_ADDRSTRLEN)){
        printf("truen");
    }

    printf("IPv4 addr: %sn", inet_ntop(AF_INET, (void *)&inAddr4, addr1, INET_ADDRSTRLEN));
    printf("IPv4 addr: %sn", inet_ntop(AF_INET6, (void*)&inAddr6, addr2, INET6_ADDRSTRLEN));

    return 0;
}