sockaddr_in 的 pad 是做什么用的？

Question

我是 C 和套接字编程的新手，仍在 sockaddr_in 结构中挣扎：

struct sockaddr_in {
    short            sin_family;   /* Protocol family (always AF_INET) */
    unsigned short   sin_port;     /* Port number in network byte order */
    struct in_addr   sin_addr;     /* IP address in network byte order */
    unsigned char    sin_zero[8];  /* Pad to sizeof(struct sockaddr) */
};

和

struct in_addr {
   uint32_t s_addr; /* Address in network byte order (big-endian) */
};

除了对齐要求，我不确定sin_zero是否需要，以下是我的假设，如果我错了，请纠正我：

假设1-因为sin_addr是32位的ipv4地址，如果我们需要一个ipv6地址，那么sin_zero的前4个字节将被分配并与sin_addr组合成一个64位的ipv6地址。

假设2-如果我的假设是正确的，那么我们需要指定套接字地址的长度，例如：

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

是因为ipv6地址的可能性吗？所以如果使用ipv4，那么addrlen应该是8，如果使用ipv6，那么addrlen应该是12？

Answer 1

有多个协议族。每个家族都有自己的地址结构。

示例：AF_INET 使用sockaddr_in，AF_INET6 使用sockaddr_in6，AF_UNIX 使用sockaddr_un 等。但sockaddr 是基本结构。在绑定/连接套接字时，所有这些结构都必须类型转换为 sockaddr。

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

我们来看看sockaddr_in和sockaddr的结构：

struct sockaddr_in {
    short            sin_family;   /* Protocol family (always AF_INET) */
    unsigned short   sin_port;     /* Port number in network byte order */
    struct in_addr   sin_addr;     /* IP address in network byte order */
    unsigned char    sin_zero[8];  /* Pad to sizeof(struct sockaddr) */
};


struct in_addr {
   uint32_t s_addr; /* Address in network byte order (big-endian) */
};

sockaddr的结构是：

struct sockaddr 
{
    sa_family_t sa_family;
    char        sa_data[14];
}

查看sockaddr_in和sockaddr这两个结构中元素的大小。

两个结构中的第一个元素相同，占用相同的内存。

sin_port --> 2 个字节
sin_addr --> 4 个字节
sin_zero[8] --> 8 个字节
总计 = 14 字节（等于 sa_data[14] 的大小）

我们添加填充字节以使其结构大小相等。

参考：
https://man7.org/linux/man-pages/man2/bind.2.html
https://man7.org/linux/man-pages/man2/connect.2.html