TCP/IP网络编程：P3-＞地址族与数据序列

本系列文章为《TCP/IP网络编程----尹圣雨》学习笔记，前面的系列文章链接如下
TCP/IP网络编程：P1-＞理解网络编程和套接字
TCP/IP网络编程：P2-＞套接字类型与协议设置

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前言

前面一章讨论了套接字的创建方法，如果把套接字比喻为电话，那么目前只安装了电话机。本章着重讲解给电话机分配号码的方法，即给套接字分配IP地址和端口号。

一、分配给套接字的IP地址与端口号

IP是Internet Protocol(网络协议)的简写，是为收发网络数据而分配给计算机的值。端口号并非赋予计算机的值，而是为区分程序中创建的套接字而分配给套接字的序号。

1.1 网络地址(Internet Address)

IP地址

为使计算机连接到网络并收发数据，必须为其分配IP地址。IP地址分为两类。
①IPV4（Internet Protocol version 4）4 字节地址族
②IPV6（Internet Protocol version 6）6 字节地址族
区别： 两者之间的主要差别是IP地址所用的字节数，目前IPV4和IPV6都已经通用。

IPv4

IPV4标准的4字节IP地址分为网络地址和主机(指计算机)地址，且分为 A、B、C、D、E 等类型。下图展示了IPv4地址族，一般不会使用已被预约了的E类地址，故省略。

数据传输过程： 网络地址(网络ID)是为区分网络而设置的一部分IP地址。假设向WWW.SEMI.COM公司传输数据，该公司内部构建了局域网，把所有计算机连接起来。因此，首先应向SEMI.COM网络传输数据，也就是说，并非一开始就浏览所有4字节IP地址进而找到目标主机。而是仅浏览4字节IP地址的网络地址，先把数据传到SEMI.COM的网络。SEMI.COM网络(构成网络的路由器)接收到数据后，浏览传输数据的主机地址(主机ID)，并将数据传给目标计算机。
示例： 某主机向203.211.172.103和203.211.217.202传输数据，其中203.211.172和203.211.217为该网络的网络地址。所以，向相应网络传输数据实际上是向构成网络的路由器(Router)或交换机(Switch)传递数据，由接收数据的路由器根据数据中的主机地址向目标主机传递数据。

路由器与交换机

若想构建网络，需要一种物理设备完成外网与本网主机之间的数据交换，这种设备便是路由器或交换机。它们实际上也是一种计算机，只不过是为特殊目的而设计运行的，因此有了别名。所以，如果在我们使用的计算机上安装适当的软件，也可以将其用作交换机。另外，交换机比路由器功能要简单一些，而实际用途差别不大。

1.2 网络地址分类与主机地址边界

只需通过IP地址的第一个字节即可判断网络地址占用的字节数，因为我们根据IP地址的边界区分网络地址，如下所示：

• A类地址的首字节范围：0~127
• B类地址的首字节范围：128~191
• C类地址的首字节范围：192~223

还有如下这种表述方式：

• A类地址的首位以0开始
• B类地址的前2位以10开始
• C类地址的前3位以110开始

正因如此，通过套接字收发数据时，数据传到网络后即可轻松找到正确的主机。

1.3 用于区分套接字的端口号

端口号的产生背景

IP用于区分计算机，只要有IP地址就能向目标主机传输数据，但仅凭这些无法传输给最终的应用程序。假设各位欣赏视频的同时在网上冲浪，这时至少需要1个接收视频数据的套接字和1个接收网页信息的套接字。问题在于如何区分二者。简言之，传输到计算机的网络数据是发给播放器还是发送给浏览器？

端口号的使用示例

背景： 假设我开发了收发数据的P2P程序，该程序用块单位分割1个文件，从多台计算机接收数据。
问题： 如上所述，若想接收多台计算机发来的数据，则需要相应个数的套接字。那如何区分这些套接字呢?
答案： 计算机中一般配有NIC(Network Interface Card，网络接口卡)数据传输设备。通过NIC向计算机内部传输数据时会用到IP。操作系统负责把传递到内部的数据适当分配给套接字，这时就要利用端口号。也就是说，通过NIC接收的数据内有端口号，操作系统正是参考此端口号把数据传输给相应端口的套接字，如下图所示。

端口号的性质

①端口号就是在同一操作系统内为区分不同套接字而设置的，因此无法将1个端口号分配给不同套接字。
②另外，端口号由16位构成，可分配的端口号范围是0-65535。但0-1023是知名端口(Well-known PORT)，一般分配给特定应用程序，所以应当分配此范围之外的值。
③最后，虽然端口号不能重复，但TCP套接字和UDP套接字不会共用端口号，所以允许重复。例如：如果某TCP套接字使用9190号端口，则其他TCP套接字就无法使用该端口号，但UDP套接字可以使用。
总结： 总之，数据传输目标地址同时包含IP地址和端口号，只有这样数据才会被传输到最终的目的应用程序(应用程序套接字)。

二、地址信息的表示

应用程序中使用的IP地址和端口号以结构体的形式给出了定义。本节以IPv4为中心，围绕此结构体讨论目标地址的表示方法。

2.1 表示IPv4地址的结构体

填写地址信息时围绕提问为线索进行：

• 提问1：“采用哪一种地址族？”

  回答1：“基于IPv4的地址族。”

• 提问2：“IP地址是多少？”

  回答2：“211.204.214.76。”

• 提问3：“端口号是多少？”

  回答3：“2048。”

结构体定义为如下形态就能包含上述信息，此结构体将作为地址信息传递给bind函数。

struct sockaddr_in
{
    sa_family_t sin_family;  //地址族（Address Family）
    uint16_t sin_port;       //16 位 TCP/UDP 端口号
    struct in_addr sin_addr; //32位 IP 地址
    char sin_zero[8];        //不使用
};

该结构体中提到的另一个结构体in_addr定义如下，它用来存放32位IP地址。

struct in_addr
{
    in_addr_t s_addr; //32位IPV4地址
}

讲解以上2个结构体前先观察一些数据类型。uint16_t、in_addr_t等类型可以参考POSIX(Portable Operating System Interface，可移植操作系统接口)。POSIX是为UNIX系列操作系统设立的标准，它定义了一些其他数据类型，如下表所示。

从这些数据类型声明也可掌握之前结构体的含义。额外定义这些数据类型的原因是：这是考虑到扩展性的结果。如果使用int32_t类型的数据，就能保证在任何时候都占用4字节，即使将来用64位表示int类型也是如此。

2.2 结构体sockaddr_in的成员分析

①成员 sin_family

每种协议适用的地址族不同。比如，IPV4使用4字节的地址族，IPV6使用16字节的地址族。

sin_family地址信息如下表所示：

注： AF_LOACL只是为了说明具有多种地址族而添加的。

②成员 sin_port

该成员保存16位端口号，重点在于它以网络字节序保存。

③成员 sin_addr

该成员保存32位IP地址信息，且也以网络字节序保存。为理解好该成员，应同时观察结构体in_addr。但结构体in_addr声明为uint32_t，因此只需当作32位整数型即可。

④成员 sin_zero

无特殊含义。只是为结构体sockaddr_in的大小与sockaddr结构体保持一致而插入的成员。必须填充为0，否则无法得到想要的结果。

sockaddr_in 结构体的使用
在之前的代码中，sockaddr_in结构体变量地址值将以如下方式传递给bind函数。

struct sockaddr_in serv_addr;
....
if (bind(serv_sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1)
    error_handling("bind() error");
....

此处bind第二个参数期望得到sockaddr结构体变量的地址值，包括地址族、端口号、IP地址等。sockaddr结构体的定义如下：

struct sockaddr
{
    sa_family_t sin_family; //地址族
    char sa_data[14];       //地址信息
}

注意：

①sockaddr是通用的结构体，并非只为IPv4设计，这从保存地址信息的数组sa_data长度为14字节也可看出。因此，结构体sockaddr要求在sin_family中指定地址族信息。
②对于包含地址信息来讲使用sockaddr非常麻烦，所以我们使用新的结构体sockaddr_in生成符合bind函数要求的字节流。最后将sockaddr_in型的结构体强制转换为sockaddr型的结构体变量，再传递给bind函数即可。
③由于结构体sockaddr并非只为IPv4设计，为了与sockaddr保持一致，所以sockaddr_in结构体中也有地址族信息。

三、网络字节序与地址变换

背景

不同CPU中，4字节整数型值1在内存空间的保存方式是不同的。4字节整数型值1可用2进制表示如下。
00000000 00000000 00000000 00000001
有些CPU以这种顺序保存到内存，另外一些CPU则以倒序保存.
00000001 00000000 00000000 00000000
若不考虑这些就收发数据则会发生问题，因为保存顺序的不同意味着对接收数据的解析顺序也不同。

3.1 字节序(Order)与网络字节序

字节序

CPU向内存保存数据的方式有2种，这意味着CPU解析数据的方式也分为2种。
①大端序(Big Endian)：高位字节存放到低位地址。
②小端序(Little Endian)：高位字节存放到高位地址。

示例： 不同字节序保存数据的方式

假设在0x20号开始的地址中保存4字节int类型数0x12345678。
①大端序CPU保存方式：

整数0x12345678中，0x12是最高位字节，0x78是最低位字节。因此，大端序中先保存最高位字节0x12(最高位字节0x12存放到低位地址)。
②小端序CPU保存方式：

先保存最低位字节0x78
总结： 从以上分析可以看出，每种CPU的数据保存方式均不同。因此，代表CPU数据保存方式的 主机字节序(Host Byte Order) 在不同CPU中也各不相同。目前主流的Intel系列CPU以小端序方式保存数据。

示例： 字节序问题

接下来分析2台字节序不同的计算机之间数据传递过程中可能出现的问题，如下图所示。

问题： 上图中，大端序系统传输数据0x1234时未考虑字节序问题，直接以0x12、0x34的顺序发送。接收端以小端序方式保存数据，因此小端序接收的数据变成0x3412。
解决方案： 在通过网络传输数据时，将数据组的格式统一约定为大端序，这种约定称为网络字节序(Network Byte Order)。因此，所有计算机接收数据时应识别该数据是网络字节序格式，小端序系统传输数据时应转化为大端序排列方式。

3.2 字节序转换(Endian Conversions)

字节序转换函数

下面介绍帮助转换字节序的函数。
①unsigned short htons(unsigned short);
②unsigned short ntohs(unsigned short);
③unsigned long htonl(unsigned long);
④unsined long ntohl(unsigned long);
函数名的含义
①htons中的h代表主机(host)字节序。
②htons中的n代表网络(network)字节序。
③htons中的s指的是short。
④htons中的l指的是long(Linux中long类型占用4个字节，这很关键)。
因此，htons是h、to、n、s的组合，也可以解释为把short型数据从主机字节序转化为网络字节序。ntohs可以解释为把short型数据从网络字节序转化为主机字节序。
端口号转换与IP地址转换
通常，以s作为后缀的函数中，s代表2个字节short，因此用于端口号转换。
以l作为后缀的函数中，l代表4个字节，因此用于IP地址转换。
疑问： 我的系统是大端序的，为sockaddr_in结构体变量赋值前就不需要转换字节序了吧？
回答： 这么说也不能算错。但我认为，有必要编写与大端序无关的统一代码。这样，即使在大端序系统中，最好也经过主机字节序转换为网络字节序的过程。当然，此时主机字节序与网络字节序相同，不会有任何变化。

示例： 字节序转换函数使用案例(Linux)

#include 
#include 

int main(int argc, char *argv[])
{
    unsigned short host_port = 0x1234;
    unsigned short net_port;
    unsigned long host_addr = 0x12345678;
    unsigned long net_addr;

    net_port = htons(host_port); 
    net_addr = htonl(host_addr);

    printf("Host ordered port: %#x \n", host_port);
    printf("Network ordered port: %#x \n", net_port);
    printf("Host ordered address: %#lx \n", host_addr);
    printf("Network ordered address: %#lx \n", net_addr);
    return 0;
}

下面这就是在小端序CPU中运行的结果。如果在大端序CPU中运行，则变量值不会改变。大部分朋友都会得到类似的运行结果，因为Intel和AMD系列的CPU都采用小端序标准。

思考

问题： 数据在传输之前都要经过转换吗？
答： 也许有人认为：“既然数据传输采用网络字节序，那在传输前应直接把数据转换成网络字节序，接收的数据也需要转换成主机字节序再保存。”实际上，这个过程是自动的。除了向sockaddr_in结构体变量填充数据外，其他情况无需考虑字节序问题。

四、网络地址的初始化和分配

前面已讨论过网络字节序，接下来介绍以bind函数为代表的结构体的应用。

4.1 将字符串信息转换为网络字节序的整数型

sockaddr_in中保存地址信息的成员为32位整数型。然而，对于IP地址的表示，我们熟悉的是点分十进制表示法(Dotted Decimal Notation)，而非整数型数据表示法。幸运的是，有函数会帮我们将字符串形式的IP地址转换成32位整数型数据，在转换类型的同时进行网络字节序转换。

4.1.1 inet_addr函数

inet_addr函数的声明如下：

#include
in_addr_t inet_addr(const char * string);
//成功时返回32位大端序整数型值，失败时返回INADDR_NONE。

如果向该函数传递类似211.214.107.99的点分十进制格式的字符串，它会将其转换为32位整数型数据并返回。当然，该整数型值满足网络字节序。另外，该函数的返回值类型in_addr_t在内部声明为32位整数型。

示例： inet_addr函数的调用过程

#include 
#include 
int main(int argc, char *argv[])
{
    char *addr1 = "1.2.3.4";
    //1个字节能表示的最大整数是255，所以代码中 addr2 是错误的IP地址。从运行结果看，inet_addr 不仅可以转换地址，还可以检测有效性。
    char *addr2 = "1.2.3.256";

    unsigned long conv_addr = inet_addr(addr1);
    if (conv_addr == INADDR_NONE) //正确
        printf("Error occured! \n");
    else
        printf("Network ordered integer addr: %#lx \n", conv_addr);

    conv_addr = inet_addr(addr2);
    if (conv_addr == INADDR_NONE) //错误
        printf("Error occured! \n");
    else
        printf("Network ordered integer addr: %#lx \n", conv_addr);
    return 0;
}

运行，可以看出inet_addr函数不仅可以把IP地址转成32位整数型，而且可以检测无效的IP地址。另外，从输出结果可以验证确实转换为网络字节序。

4.1.2 inet_aton函数

inet_aton函数与inet_addr函数在功能上完全相同，也将字符串形式IP地址转换为32位网络字节序整数并返回。不同的是该函数利用了in_addr结构体，且使用频率更高。

#include
int inet_aton(const char * string, struct in_addr * addr);
/*
成功时返回1（true），失败时返回0（false）。
参数1：string，含有需转换的IP地址信息的字符串地址值。
参数2：addr，将保存转换结果的in_addr结构体变量的地址值。
*/

调用inet_addr函数，返回转换后的IP地址信息还需保存到sockaddr_in结构体中声明的in_addr结构体变量。而inet_aton函数则不需此过程，因为该函数会自动把结果存入该结构体变量。

示例： inet_aton函数的调用过程

#include
#include
#include
void error_handling(char * message);

int main(int argc, char *argv[])
{
	char * addr = "127.232.124.79";
	struct sockaddr_in addr_inet;

	if(!inet_aton(addr, &addr_inet.sin_addr))//转换后的IP地址信息虚构保存到sockaddr_in的in_addr型变量才有意义。因此inet_aton函数的第二个参数要求得到in_addr型的变量地址值。这就省去了手动保存IP地址信息的过程。
		error_handling("Conversion error");
	else
		printf("Network order integer addr: %#x \n",
				addr_inet.sin_addr.s_addr);
	return 0;
}

void error_handling(char * message)
{
	fputs(message, stderr);
	fputc('\n', stderr);
	exit(1);
}

运行，结果如下。可以看出，已经成功的把转换后的地址放进了addr_inet.sin_addr.s_addr中。

4.1.3 inet_ntoa函数

还有一个函数，与 inet_aton() 正好相反，它可以把网络字节序整数型IP地址转换成我们熟悉的字符串形式，函数原型如下：

#include 
char *inet_ntoa(struct in_addr adr);

注意：

----该函数将通过参数传入的整数型IP地址转换为字符串格式并返回。
----但要小心，返回值为 char 指针，返回字符串地址意味着字符串已经保存在内存空间，但是该函数未向程序员要求分配内存，而是在内部申请了内存保存了字符串。也就是说调用了该函数候要立即把信息复制到其他内存空间。因为，若再次调用inet_ntoa函数，则有可能覆盖之前保存的字符串信息。
----总之，再次调用 inet_ntoa 函数前返回的字符串地址是有效的。若需要长期保存，则应该将字符串复制到其他内存空间。

示例： inet_ntoa函数的调用过程

#include
#include
#include

int main(int argc, char * argv[])
{
	struct sockaddr_in addr1, addr2;
	char *str_ptr;
	char str_arr[20];

	addr1.sin_addr.s_addr = htonl(0x1020304);
	addr2.sin_addr.s_addr = htonl(0x1010101);
    //把结构体变量addr1中的IP地址信息转换为字符串形式
	str_ptr = inet_ntoa(addr1.sin_addr);
	strcpy(str_arr, str_ptr); //浏览并复制上面返回的IP地址信息
	printf("Dotted-Decimal notation1: %s \n", str_ptr);

/*
再次调用inet_ntoa函数。由此得出，第调用inet_ntoa那一行中返回的地址已覆盖了新的IP地址字符串，可通过第打印str_ptr的输出结果进行验证。
*/
	inet_ntoa(addr2.sin_addr);
	printf("Dotted-Decimal notation2: %s \n", str_ptr);
	//因为inet_ntoa返回的IP地址笛福传保存到了str_arr中，因此可以正确输出
	printf("Dotted-Decimal notation3: %s \n", str_arr); 
	return 0;
}

运行，结果如下。可以看出成功将IP地址转化为字符串。

4.2 网络地址初始化

下面是服务器端套接字创建过程中常见的网络地址信息初始化方法：

struct sockaddr_in addr;
char *serv_ip = "211.217.168.13";          // 声明 IP 地址字符串
char *serv_port = "9190";                  // 声明端口号字符串
memset(&addr, 0, sizeof(addr));            // 结构体变量 addr 的所有成员初始化为 0，主要是为了将 sockaddr_in 的成员 sin_zero 初始化为 0。
addr.sin_family = AF_INET;                 // 指定地址族
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(serv_ip); // 基于字符串的 IP 地址初始化
addr.sin_port = htons(atoi(serv_port));    // 基于字符串的端口号初始化

代码解读

①上述代码中，memset函数将每个字节初始化为同一值：
----第一个参数为结构体变量addr的地址值，即初始化对象为addr
----第二个参数为0，因此初始化值为0
----第三个参数传入addr的长度
因此addr的所有字节均初始化为0。这么做是为了将sockaddr_in结构体的成员sin_zero初始化为0。
②最后一行代码调用的atoi函数把字符串类型的值转换成整数型。
③总之，上述代码利用字符串格式的IP地址和端口号初始化了sockaddr_in结构体变量。
④另外，代码中对IP地址和端口号进行了硬编码，这并非良策，因为运行环境改变就得更改代码。因此，我们运行时传入IP地址和端口号会更好。

4.3 客户端地址信息初始化

上述网络地址信息初始化过程主要针对服务器端而非客户端。给套接字分配IP地址和端口号主要是为下面这件事做准备：

“请把进入IP 211.217.168.13、9190端口的数据传给我！”

反观客户端中连接请求如下：

“请连接到IP 211.217.168.13、9190端口！”

请求方法不同意味着调用的函数也不同：

• 服务器端的准备工作通过bind函数完成
• 客户端的准备工作通过connect函数完成

因此函数调用前需准备的地址值类型也不同：

• 服务器端声明sockaddr_in结构体变量，将其初始化为赋予服务器端IP和套接字的端口号，然后调用bind函数
• 客户端声明sockaddr_in结构体，并初始化为要与之连接的服务器端套接字的IP和端口号，然后调用connect函数。

4.4 INADDR_ANY

每次创建服务器端套接字都要输入IP地址会有些繁琐，此时可如下初始化地址信息：

struct sockaddr_in addr;
char * serv_port = "9190";
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET;
add.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
addr.sin_port = htons(atoi(serv_port));

与之前方式的区别

与之前方式最大的区别在于，利用常数INADDR_ANY分配服务器端的IP地址。
----若采用这种方式，则可自动获取运行服务器端的计算机IP地址，不必亲自输入。
----而且，若同一计算机中已分配多个IP地址(多宿主(Multi-homed)计算机，一般路由器属于这一类)，则只要端口号一致，就可以从不同IP地址接收数据。
因此，服务器端中优先考虑这种方式。而客户端中除非带有一部分服务器端功能，否则不会采用。

创建服务器端套接字时需要IP地址的原因

问题： 初始化服务器端套接字时应分配所属计算机的IP地址，因为初始化时使用的IP地址非常明确，那为何还要进行IP初始化呢？
答案： 同一计算机中可以分配多个IP地址，实际IP地址的个数与计算机中安装的NIC的数量相等。即使是服务器端套接字，也需要决定应接收哪个IP地址传来的(哪个NIC传来的)数据。因此，服务器端套接字初始化过程中要求IP地址信息。另外，若只有一个NIC，则直接使用INADDR_ANY。

4.5 第1章的hello_server.c、hello_client.c运行过程

• 第1章中执行./hserver 9190命令以运行相当于服务器端的hello_server.c。通过代码可知，向main函数传递的9190为端口号。通过此端口创建服务器端套接字并运行程序，但未传递IP地址，因为可以通过INADDR_ANY指定IP地址。

• 执行./hclient 127.0.0.1命令以运行相当于客户端的hello_client.c。与服务器端运行方式相比，最大的区别是传递了IP地址信息。

• 127.0.0.1是回送地址(loopback address)，指的是计算机自身IP地址。在第1章的示例中，服务器端和客户端在同一计算机中运行。因此，连接目标服务器端的地址为127.0.0.1。当然，若用实际IP地址代替此地址也能正常运转。如果服务器端和客户端分别在2台计算机中运行，则可以输入服务器端IP地址。

4.6 向套接字分配网络地址

前面了解了sockaddr_in结构体的初始化方法，接下来就把初始化的地址信息分配给套接字。bind函数负责这项操作。

#include
int bind(int sockfd, struct sockaddr * myaddr, socklen_t addrlen);
/*
成功时返回0，失败时返回-1。
参数1：sockfd，要分配地址信息（IP地址和端口号）的套接字文件描述符
参数2：myaddr，存有地址信息的结构体变量地址值。
参数3：addrlen，第二个结构体变量的长度。
*/

如果此函数调用成功，则将第二个参数指定的地址信息分配给第一个参数中的相应套接字。

示例： 服务器端常见套接字初始化过程

int serv_sock;
struct sockaddr_in serv_addr;
char * srev_port = "9190";

/* 创建服务器端套接字（监听套接字）*/
serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

/* 地址信息初始化 */
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_addr.sin_port = htons(atoi(serv_port));

/* 分配地址信息 */
bind(serv_sock, (struct sockaddr * )&serv_addr, sizeof(serv_addr));

服务器端代码结构默认如上，当然还有未显示的异常处理代码。

五、基于Windows的实现

Windows中同样存在sockaddr_in结构体及各种变换函数，而且名称、使用方法及含义都相同。也就无需针对Windows平台进行太多修改或改用其他函数。接下来将前面几个程序改成Windows版本。

5.1 函数htons、htonl在Windows中的使用

示例： Windows平台下调用htons函数和htonl函数，这两个函数的用法与Linux平台下的使用并无区别。

#include 
#include 

int main(int argc, char *argv[])
{
    WSADATA wsa_data;
    unsigned short host_port = 0x1234;
    unsigned short net_port;
    unsigned long host_addr = 0x12345678;
    unsigned long net_addr;

    if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa_data) != 0)
        printf("WSAStarup() error!");

    net_port = htons(host_port);
    net_addr = htonl(host_addr);

    printf("Host ordered port: %#x \n", host_port);      // 打印结果：0x1234
    printf("Network ordered port: %#x \n", net_port);    // 打印结果：0x3412
    printf("Host ordered address: %#x \n", host_addr);   // 打印结果：0x12345678
    printf("Network ordered address: %#x \n", net_addr); // 打印结果：0x78563412

    WSACleanup();
    return 0;
}

该程序多了进行库初始化的WSAStartup函数调用和winsock2.h头文件的#include语句，其他部分没有区别。运行，结果如下：

5.2 函数inet_addr、inet_ntoa在Windows中的使用

前面分别给出了Linux中这两个函数的调用示例，而Windows中不存在inet_aton函数，故这里省略inet_aton函数的调用。

示例： inet_addr函数和inet_ntoa函数的调用过程

#pragma execution_character_set("utf-8")

#include 
#include 
#include 
void ErrorHandling(char* message);

int main(int argc, char* argv[])
{
	WSADATA wsaData;
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)
		printf("WSAStarup() error!");

	// inet_addr 函数调用示例
	{
		char* addr = "127.212.124.78";
		unsigned long conv_addr = inet_addr(addr);
		if(conv_addr == INADDR_NONE)
			printf("Error occured!\n");
		else
			printf("Network ordered integer addr: %#lx \n", conv_addr);
	}

	// inet_ntoa 函数调用示例
	{
		struct sockaddr_in addr;
		char* strPtr;
		char strArr[20];

		addr.sin_addr.s_addr = htonl(0x1020304);
		strPtr = inet_ntoa(addr.sin_addr);
		strcpy(strArr, strPtr);
		printf("Dotted-Decimal notation3 %s \n", strArr);
	}
	
	WSACleanup();
	return 0;
}

void ErrorHandling(char* message)
{
	fputs(message, stderr);
	fputc('\n', stderr);
	exit(1);
}

运行，结果如下

5.3 在Wondows环境下向套接字分配网络地址

Windows中向套接字分配网络地址的过程与Linux中完全相同，因为bind函数的含义、参数及返回类型完全一致。

sOCKET servSock;
struct sockaddr_in servAddr;
char * servPort = "9190";

/*创建服务器端套接字*/
servSock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM，0);

/*地址信息初始化*/
memset(&servAddr, 0, sizeof( servAddr));
servAddr.sin_family = AF_INET;
servAddr.sin_addr.s_addr = hton1( INADDR_ANY);
servAddr.sin_port = htons(atoi(serv_port));

/*分配地址信息*/
bind(servSock，(struct sockaddr * )&servAddr，sizeof( servAddr));

这与Linux平台下套接字初始化及地址分配过程基本一致，只不过改了一些变量名。

5.4 WSAStringToAddress & WSAAddressToString

这两个转换函数的优缺点

下面介绍Winsock2中增加的2个转换函数，它们在功能上与inet_ntoa和inet _addr完全相同。
①优点： 支持多种协议，在IPv4和IPv6中均可适用。
②缺点： 使用inet _ntoa、inet _addr可以很容易地在Linux和Windows之间切换程序。而将要介绍的这2个函数则依赖于特定平台，会降低兼容性。因此本书不会使用它们，介绍的目的仅在于让各位了解更多函数。

5.4.1 WSAStringToAddress

WSAStringToAddress函数将地址信息字符串适当填入结构体变量。

#include 
INT WSAStringToAddress(
	LPTSTR AddressString, INT AddressFamily, LPwSAPROTOCOL_INFO lpProtocolInfo,
	LPSOCKADDR lpAddress, LPINT lpAddressLength
);
//成功时返回0，失败时返回SOCKET_ERROR。
/*
AddressString    含有IP和端口号的字符串地址值。
AddressFamily    第一个参数中地址所属的地址族信息。
lpProtocollnfo   设置协议提供者(Provider)，默认为NULL。
lpAddress        保存地址信息的结构体变量地址值。
lpAddressLength  第四个参数中传递的结构体长度所在的变量地址值。
*/

上述函数中新出现的各种类型几乎都是针对默认数据类型的typedef声明。后面的示例主要通过默认数据类型向该函数传递参数。

5.4.2 WSAAddressToString

WSAAddressToString与WSAStringToAddress在功能上正好相反，它将结构体中的地址信息转换成字符串形式。

#include 
INT wSAAddressToString(
	LPSOCKADDR lpsaAddress, DWORD dwAddressLength,
	LPWSAPROTOCOL_INFO lpProtocolInfo, LPSTR lpszAddressString,
	LPDWORD lpdwAddressstringLength
);
//成功时返回0，失败时返回SOCKET__ERROR。
/*
lpsaAddress              需要转换的地址信息结构体变量地址值。
dwAddressLength          第一个参数中结构体的长度。
lpProtocollnfo           设置协议提供者(Provider)，默认为NULL。
lpszAddressString        保存转换结果的字符串地址值。
lpdwAddressStringLength  第四个参数中存有地址信息的字符串长度。
*/

5.4.3 函数示例

示例： WSAAddressToString与WSAStringToAddress函数的使用

#pragma execution_character_set("utf-8")

/*
#undef用于取消之前定义的宏。根据项目环境，VC++会自主声明这2个宏，
这样在第18行和第22行调用的函数中，参数就将转换成unicode形式，给出错误的运行结果。所以插入了这2句宏定义。
*/
#undef UNICODE
#undef _UNICODE
#include 
#include 

int main(int argc, char* argv[]) {
	char* strAddr = "203.211.218.102:9190";
	char strAddrBuf[50];
	SOCKADDR_IN servAddr; 
	int size;

	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

	size = sizeof(servAddr);
	//前面给出了需转换的字符串格式的地址。这一行调用WSAStringToAddress函数转换成结构体, 保存到声明的变量servAddr中。
	WSAStringToAddress(strAddr, AF_INET, NULL, (SOCKADDR*)&servAddr, &size);

	size = sizeof(strAddrBuf);
	//上面第二行代码的逆过程，调用WSAAddressToString函数将结构体转换成字符串。
	WSAAddressToString((SOCKADDR*)&servAddr, sizeof(servAddr), NULL, strAddrBuf, &size);

	printf("Second conv result: %s \n", strAddrBuf);
	WSACleanup();
	return 0;
}

运行，效果如下：

注： Linux环境下地址初始化过程中声明了sockaddr_in变量，而示例则声明了SOCKADDR_IN类型的变量。实际上二者完全相同，只是为简化变量定义添加了typedef声明。

typedef struct sockaddr_in SOCKADDR_IN;