文章目錄

• • • • • • 函數功能
          • 函數頭文件
          • 函數使用
          • 函數參數
          • 函數舉例
          • 為什么需要bind函數
          • 服務器如何知道客戶端的ip和端口號
          • htons函數
          • `htons`兄弟函數`htonl`,`ntohs`,`ntohl`
          • 為什么要進行端口的大小端序的轉換
          • `inet_addr`函數

函數功能

bind API能夠將套接字文件描述符、端口號和ip綁定到一起
注意：
綁定的一定是自己的 ip和和端口，不是對方的；比如對于TCP服務器來說綁定的就是服務器自己的ip和端口

函數頭文件

 #include <sys/types.h>          /* See NOTES */#include <sys/socket.h>

函數使用

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

函數參數

• sockfd 表示socket函數創建的通信文件描述符
• addrlen 表示所指定的結構體變量的大小
• addr 表示struct sockaddr的地址，用于設定要綁定的ip和端口

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

  sa_family 用于指定AF_***表示使用什么協議族的ip
  sa_data 存放ip和端口
  這里有一個問題，直接向sa_data中寫入ip和端口號有點麻煩，內核提供struct sockaddr_in結構體進行寫入,通過/usr/include/linux/in.h可以看到結構體原型
  使用該結構體時需要包含<netinet/in.h>頭文件，且sockaddr_in結構體是專門為tcp/ip協議族使用，其他協議族需要使用其對應的轉換結構體,比如“域通信協議族” 使用的是sockaddr_un結構體

  struct sockaddr_in {__kernel_sa_family_t  sin_family;     /* Address family               */__be16                sin_port;       /* Port number                  */struct in_addr        sin_addr;       /* Internet address             *//* Pad to size of `struct sockaddr'. 設置IP端口號這個成員暫時用不到 */unsigned char         __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) -sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];
  };/* Internet address.填補相比于struct sockaddr所缺的字節數，保障強制轉換不要出錯 */
  struct in_addr {__be32  s_addr; // __be32是32位的unsigned int ，因為ipv4是無符號32位整型 
  };
  

  可以看到以上sockaddr_in結構體中存放的端口和ip是分開的，所以設置起來非常方便，使用struct sockaddr_in設置后，讓后將其強制轉換為struct sockaddr類型，然后傳遞給bind函數即可

函數舉例

struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET; //設置tcp協議族
addr.sin_port = htons(6789); //設置端口號
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.105"); //設置ip地址ret = bind(skfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

如果是跨局域網或者城域網通信，這里設置的ip地址一定為通信設備所在路由器的外網ip地址。

如下c代碼

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h> //struct sockadd_in 結構體的頭文件
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>void print_err(char *str, int line, int err_no) {printf("%d, %s :%s\n",line,str,strerror(err_no));_exit(-1);
}int main()
{int skfd = -1;skfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if ( -1 == skfd) {print_err("socket failed",__LINE__,errno);}struct sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET; //設置tcp協議族addr.sin_port = htons(6789); //設置端口號addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.102.169"); //設置ip地址int ret = bind(skfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));if ( -1 == ret) {print_err("bind failed",__LINE__,errno);}return 0;
}

為什么需要bind函數

bind函數就是讓套接字文件在通信時使用固定的IP和端口號（針對服務器來說）
可以看到如上實現代碼，調用socket函數創建的套接字僅僅執行了通信等協議，但是并沒有指定通信時所需的ip地址和端口號

• ip 是對方設備的唯一標識
• 端口號 區分同一臺計算機上的不同的網絡通信進程

如果不調用bind函數指定ip和端口，則會自己指定一個ip和端口，此時違背了TCP通信的可靠性和面向連接的特點。

服務器如何知道客戶端的ip和端口號

可以通過上文TCP通信模型中看到，客戶端通信時不需要指定ip和端口號，直接創建一個socket套接字文件描述符即可參與通信。
此時當客戶端和服務器建立連接的時候，服務器會從客戶的數據包中提取出客戶端ip和端口，并保存起來，如果是跨網通信，那么記錄的就是客戶端所在路由器的公網ip

htons函數

• #include <arpa/inet.h>
• uint16_t htons(uint16_t hostshort); 函數全拼為host to net short
• 函數功能
  a. 將端口從"主機端序" 轉為 “網絡端序”
  b. 如果給定的端口不是short,則轉為short
• 返回值： 函數的調用永遠都是成功的，返回轉換后的端口號

htons兄弟函數htonl,ntohs,ntohl

• htonl與htons唯一的區別時，轉換完的端口號為long
• ntohs 與htons恰好相反，是從網絡字節序轉換為主機字節序
• ntohl 表示從網絡字節轉換為主機序，同時轉換完的端口號為long

為什么要進行端口的大小端序的轉換

大端序：
大端模式，是指數據的高字節保存在內存的低地址中，而數據的低字節保存在內存的高地址中，這樣的存儲模式有點兒類似于把數據當作字符串順序處理：地址由小向大增加，而數據從高位往低位放；
小端序：
小端模式，是指數據的高字節保存在內存的高地址中，而數據的低字節保存在內存的低地址中，這種存儲模式將地址的高低和數據位權有效地結合起來，高地址部分權值高，低地址部分權值低，和我們的邏輯方法一致。

大小端序是由具體的操作系統來決定的
可以使用如下代碼測試系統是大端還是小端：

#include <stdio.h>
int main()
{int a = 1;char pc = *(char*)(&a);if (pc == 1)printf("第一個字節為1，小端存儲\n");elseprintf("第一個字節為0，大端存儲\n");return 0;
}

同樣，網絡通信的時候發送端計算機和接收端計算機可能端序不一致，比如發送者是大端序，接受者是小端序，如果通信時數據的端序處理不好很可能出現亂碼，甚至無法接收到數據。
如果發送者和接受者端序一致則也能夠正常傳輸數據，不用htons函數進行轉換，不過保證數據序列正確的得進行傳輸，建議使用htons函數進行端口號的轉換

inet_addr函數

• <sys/socket.h> <netinet/in.h> <arpa/inet.h>
• in_addr_t inet_addr(const char *cp);
• 函數功能:
  a. 將字符串形式的IP "192.168.102.169"轉換為IPV4的32位無符號整型數的IP
  b. 將無符號整型數的ip，從主機端序轉為網絡端序
• 參數：字符串形式的ip
• 返回值：永遠成功，返回網絡端序的、32位無符號整型數的ip

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C语言网络编程：bind函数详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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