网络地址处理 （1）

在了解APR中对IP地址的封装之前，我们首先看一下通常情况下对IP地址的使用情况。下面的代码掩饰了简单的服务器端套接字的地址初始化过程：

struct sockaddr_in server_addr; /* 本机地址信息 */

server_addr.sin_family=AF_INET;

server_addr.sin_port=htons(SERVPORT);

server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

bzero(&(server_addr.sin_zero),8);

……

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

　　accept(sockfd, (struct sockaddr *)&remote_addr, &sin_size);

Socket API中提供了三种类型的地址：sockaddr，sockaddr_in和sockaddr_un。sockaddr是通用的套接字结构，sockaddr_in为Internet协议族的地址描述结构，sockaddr_un则是Unix协议组的地址描述结构。sockaddr_in结构中的sa_family决定是sockaddr_in还是sockaddr_un。

如果直接使用Socket API提供的地址结构，则至少存在下面的几个问题：

1、在网络应用程序中，对于internet地址，如上面的程序代码所示，通常总是使用sockaddr_in描述，而在一些Socket API函数中则使用sockaddr作为套接字地址，因此在使用的时候必须将sockaddr_in强制转换为sockaddr类型，这是一个麻烦而且容易出错的地方。

2、sockaddr_in也不是一个特别容易理解的数据结构。通常情况下，sin_family和sin_port相对容易记忆，而套接字地址sin_addr.s_addr则未必。套接字的这种结构对一般人而言无疑是一种噩梦。

3、另外一个问题则是Ipv6的地址问题。目前，Apache已经开始同时支持Ipv4和Ipv6两种类型的地址，如果用户需要支持Ipv6，则还必须使用Ipv6对应的地址数据结构。

对于一个良好的类库，不管是Ipv4还是Ipv6协议，都必须提供同样的接口，这种接口必须简单易懂，同时必须尽可能的隐藏内部的细节，比如对于sin_addr.s_addr无非暴露给用户。

基于上面的分析，APR中只使用一种数据结构apr_sockaddr_t来描述IP地址，该结构定义在文件apr_network_io.h中：

struct apr_sockaddr_t {

apr_pool_t *pool;

/*第一部分*/

char *hostname;

char *servname;

/*第二部分*/

apr_port_t port;

apr_int32_t family;

union {

struct sockaddr_in sin;

#if APR_HAVE_IPV6

struct sockaddr_in6 sin6;

#endif

#if APR_HAVE_SA_STORAGE

struct sockaddr_storage sas;

#endif

} sa;

/*第三部分*/

apr_socklen_t salen;

int ipaddr_len;

int addr_str_len;

void *ipaddr_ptr;

apr_sockaddr_t *next;

};

该结构描述了socket地址的三部分的信息内容：

第一部分：

Hostname是该地址对应的主机名称，而servname则是对应端口的服务名称，比如80对应的名称为”www”，21端口对应的servname则是”FTP”。如果某个端口比如9889并没有对应某个众所皆知的服务，那么servname则直接是端口的字符串描述。

第二部分：

该部分则对应的是sockaddr结构中的内容，port是端口，family则是地址协议族类型，包括AF_INET，AF_UNIX等。sa则为联合类型，用以描述对应的套接字地址，或者是Ipv4类型，或者是Ipv6类型，两者只能居其一。

第三部分：

这部分主要是一些与套接字地址相关的附加信息。Salen是当前套接字地址的长度，通常情况下它的值为sizeof(struct sockaddr_in)，对于IPV6，则是sizeof(struct sockaddr_in6)；ipiaddr_len则是对应得IP地址结构的长度，对于Ipv4总是sizeof(struct in_addr)，而对于Ipv6，则是sizeof(struct in6_addr)；addr_str_len则是IP地址缓冲的长度，对于Ipv4，该值为14，而对于IPV6，则是46。这三个地址的含义完全不同。

Ipaddr_ptr指针指向sockaddr结构中的IP地址结构，通常情况下，它的初始化使用下面的代码：

apr_socketaddr_t addr;

addr->ipaddr_ptr = &(addr->sa.sin.sin_addr);

对于一些服务器而言，可能会使用多个IP地址。这些IP地址之间通过next指针形成单链表结构。

从next可以看出各个socket地址之间可以形成链表。

9.1.2子网掩码结构

与此同时，APR中也定义了数据结构apr_ipsubnet_t来描述IP地址掩码，当然由于IP地址分为Ipv4和Ipv6，因此掩码描述也可以分为两种，apr_ipsubnet_t结构定义在文件apr_sockaddr.c中，属于内部数据结构，具体如下：

struct apr_ipsubnet_t {

int family;

#if APR_HAVE_IPV6

apr_uint32_t sub[4]; /* big enough for IPv4 and IPv6 addresses */

apr_uint32_t mask[4];

#else

apr_uint32_t sub[1];

apr_uint32_t mask[1];

#endif

};

family是当前掩码所属于的地址族，APR_INET表示Ipv4，而APR_INET6则表示Ipv6。

对于Ipv4而言，该结构演变为如下：

struct apr_ipsubnet_t {

int family;

apr_uint32_t sub[1];

apr_uint32_t mask[1];

};

而对于Ipv6，则该结构可以演变为如下：

struct apr_ipsubnet_t {

int family;

apr_uint32_t sub[4]; /* big enough for IPv4 and IPv6 addresses */

apr_uint32_t mask[4];

};

9.1.3 Socket地址处理接口

为了处理Socket地址，APR中提供了四个操作接口，这些接口定义在apr_network_io.h中，而实现则sockaddr.c中。这四个接口分别是：

9.1.3.1地址获取

由于APR中仅仅使用apr_sockaddr_t结构描述套接字地址，因此其余的各类描述信息最终都要转换为该结构，APR中提供apr_sockaddr_info_get函数实现该功能：

APR_DECLARE(apr_status_t) apr_sockaddr_info_get(apr_sockaddr_t **sa,

const char *hostname,

apr_int32_t family,

apr_port_t port,

apr_int32_t flags,

apr_pool_t *p);

该函数允许从主机名hostname，地址协议族family和端口port创建新的apr_sockaddr_t地址，并由sa返回。

hostname参数允许是实际的主机名称，或者也可以是字符串类型的IP地址，比如”127.0.0.1”，甚至可以是NULL，此时默认的地址是”0.0.0.0”。

family的值可以是AF_INET，AF_UNIX等系统定义类型，也可以是APR_UNSPEC类型，此时，地址协议族由系统决定。

flags参数用以指定Ipv4和Ipv6处理的 优先级，它的取值包括两种：APR_IPV4_ADDR_OK和APR_IPV6_ADDR_OK。这两个标志并不是在所有的情况下都有效，这可以从函数的实现中看出它的用法：

{

apr_int32_t masked;

*sa = NULL;

 

if ((masked = flags & (APR_IPV4_ADDR_OK | APR_IPV6_ADDR_OK))) {

if (!hostname ||

family != APR_UNSPEC ||

masked == (APR_IPV4_ADDR_OK | APR_IPV6_ADDR_OK)) {

return APR_EINVAL;u

}

#if !APR_HAVE_IPV6

if (flags & APR_IPV6_ADDR_OK) {

return APR_ENOTIMPL;

}

#endif

}

 

#if !APR_HAVE_IPV6

if (family == APR_UNSPEC) {

family = APR_INET; v

}

#endif

 

return find_addresses(sa, hostname, family, port, flags, p); w

}