C套接字编程：获取IP地址（IPv6或IPv4）服务器绑定到，客户端连接到？

Question

我编写了如下代码。此代码应该能够检索 PASSIVE_SOCKET（服务器绑定其套接字的位置）和 CONNECTION_SOCKET（客户端已连接到的位置）的 IP 地址。

result_t print_socket_address(int sockfd, socket_type_t socket_type) {

    char *ip_address; // address (passive) socket was binded to
    int port; // port (passive) socket was binded to

    switch(socket_type)
    {
        case PASSIVE_SOCKET:
            if(get_current_address_and_port(sockfd, &ip_address, &port) == FAILURE) {
                fprintf(stderr, "get_current_address_and_port: faild!\n");
                free(ip_address);
                return FAILURE;
            }
            printf("Created passive socket %d binded to %s:%d\n", sockfd, ip_address, port);
            break;
        case CONNECTION_SOCKET:
            if(get_peer_address_and_port(sockfd, &ip_address, &port) == FAILURE) {
                fprintf(stderr, "get_peer_address_and_port: faild!\n");
                free(ip_address);
                return FAILURE;
            }
            printf("Socket %d connected to %s:%d\n", sockfd, ip_address, port);
            break;
        default:
            fprintf(stderr, "Incorrect socket type!\n");
            free(ip_address);
            return FAILURE;
    }

    free(ip_address);
    return SUCCESS;
}

/**
 * function retrieves current ip address and port
 * socket is bound to for given socket file descriptor
 */
result_t get_current_address_and_port(int sockfd, char **ip_address, int *port) {

    struct sockaddr sockaddr;
    socklen_t sockaddrlen = sizeof(sockaddr);

    if(getsockname(sockfd, &sockaddr, &sockaddrlen) < 0) {
        fprintf(stderr, "getsockname: %s\n", strerror(errno));
        return FAILURE;
    }

    sockaddr.sa_family = AF_INET6;

    return get_address_and_port_from_sockaddr(&sockaddr, ip_address, port);
}

/**
 * function retrieves peer ip address and port
 * socket is connected to for given socket file descriptor
 */
result_t get_peer_address_and_port(int sockfd, char **ip_address, int *port) {

    struct sockaddr sockaddr;
    socklen_t sockaddrlen = sizeof(sockaddr);

    if(getpeername(sockfd, &sockaddr, &sockaddrlen) < 0) {
        fprintf(stderr, "getpeername: %s\n", strerror(errno));
        return FAILURE;
    }

    return get_address_and_port_from_sockaddr(&sockaddr, ip_address, port);
}

/**
 * function unwrap ip address and port from addrinfo structure
 */
result_t get_address_and_port_from_addrinfo(const struct addrinfo *addrinfo, char **ip_address, int *port) {

    return get_address_and_port_from_sockaddr((struct sockaddr *)addrinfo->ai_addr, ip_address, port);
}

/**
 * function unwrap ip address and port from sockaddr structure
 */
result_t get_address_and_port_from_sockaddr(const struct sockaddr *sockaddr, char **ip_address, int *port) {

    *ip_address = (char *) malloc(INET6_ADDRSTRLEN * sizeof(char));

    // converting network address to presentation address
    if(inet_ntop(sockaddr->sa_family, get_in_addr(sockaddr), *ip_address, INET6_ADDRSTRLEN * sizeof(char)) == NULL) {
        fprintf(stderr, "inet_ntop: %s\n", strerror(errno));
        return FAILURE;
    }

    // converting network port to host port
    *port = ntohs(get_in_port(sockaddr));

    return SUCCESS;
}

/**
 * function unwrap in_addr or in6_addr structure from
 * sockaddr structure depending on address family
 * AF_INET or AF_INET6
 */
void *get_in_addr(const struct sockaddr *sa) {

    if( sa->sa_family == AF_INET) // IPv4 address
        return &(((struct sockaddr_in*)sa)->sin_addr);
    // else IPv6 address
    return &(((struct sockaddr_in6*)sa)->sin6_addr);
}

/**
 * function unwrap in_port from sockaddr structure
 * depending on address family AF_INET or AF_INET6
 */
in_port_t get_in_port(const struct sockaddr *sa)
{
    if( sa->sa_family == AF_INET ) // IPv4 address
        return (((struct sockaddr_in*)sa)->sin_port);
    // else IPv6 address
    return (((struct sockaddr_in6*)sa)->sin6_port);
}

但是当我使用这段代码时，我得到了一些奇怪的行为。返回我的服务器绑定套接字的 IP 地址，例如：

创建绑定到 ::ba54:431c:f9:55401 的被动套接字 4

55401 是端口号，它是正确的。但是这个 ::ba54:431c:f9 是什么？我想这可能是一些 IPv6。但为什么？我的电脑在局域网的IP地址是192.168.8.102！ 此外，当我尝试通过客户端程序连接此服务器时，我必须使用 192.168.8.102 IP 地址进行连接，否则使用此 ::ba54:431c:f9 会出现“找不到路由”之类的错误？当客户端使用 192.168.8.102 IP 地址与服务器连接时，它会打印它连接到的计算机的 IP 地址和端口号，我得到另一个像这样的 ODD IP 地址：

Socket 3 连接到 ::3300:5208:6d16:9c88:55401

所以这里只有端口号匹配，IP地址不正确！ 在与服务器连接之前在本地绑定时，客户端套接字绑定的 IP 地址与它所连接的计算机的 IP 地址相同（它在我的 LAN 网络中是物理上不同的计算机），即 ::3300:5208:6d16:9c88:52040 ，其中 52040 是客户端绑定其套接字的端口。

我什至尝试将服务器计算机 192.168.8.1 的 IP 地址转换为 IPv6，但我得到的是这样的：0:0:0:0:0:ffff:c0a8:866 和这个地址在客户端程序中使用时连接到服务器工作正常！但是使用上述功能的客户端会打印出这个完全不同的 IP 地址，例如：::::3300:5208:6d16:9c88:52040

那么我应该如何将这个函数写成：

1. 启用服务器打印它所绑定的 IP 地址和端口号（通常 IPv6 或 IPv4 可以连接到它选择的任何地址/任何端口）

2. 使客户端能够打印其绑定和正在连接的 IP 地址和端口号（通常可以根据需要使用 IPv4 或 IPv6）。

我想在服务器程序中显示 IP 地址和端口号，然后我可以在客户端程序中使用它们来连接两者。现在我需要猜测它应该是我在网络首选项中找到的计算机地址，并假设端口号是正确的，然后尝试连接。

Answer 1

从get_current_address_and_port 中删除这一行。

    sockaddr.sa_family = AF_INET6;

我不知道那行代码是如何写入您的代码的，但它是不正确的。

通过删除该行，这将解决您在 IPv4 方面的大部分问题。

您的代码硬连线使用struct sockaddr。 IIRC，sockaddr 无论如何都不足以容纳 IPv6 地址。我是否可以建议将其转换为 sockaddr_storage 以用于对 getsockname 和 getpeername 的初始调用，以便您的代码可以更好地用于 IPv4 和 IPv6。

修复示例：

result_t get_current_address_and_port(int sockfd, char **ip_address, int *port) {

    struct sockaddr_storage address = {0};
    socklen_t sockaddrlen = sizeof(address);

    if(getsockname(sockfd, (struct sockaddr*)(&address), &sockaddrlen) < 0) {
        fprintf(stderr, "getsockname: %s\n", strerror(errno));
        return FAILURE;
    }

    return get_address_and_port_from_sockaddr((struct sockaddr*)(&address), ip_address, port);
}


result_t get_peer_address_and_port(int sockfd, char **ip_address, int *port) {
    struct sockaddr_storage address = {0};
    socklen_t sockaddrlen = sizeof(address);

    if(getpeername(sockfd, (struct sockaddr*)(&address), &sockaddrlen) < 0) {
        fprintf(stderr, "getpeername: %s\n", strerror(errno));
        return FAILURE;
    }

    return get_address_and_port_from_sockaddr((struct sockaddr*)(&address), ip_address, port);
}