GETADDRINFO(3)

ИМЯ
getaddrinfo, freeaddrinfo, gai_strerror - трансляция сетевого адреса и службы

ОБЗОР
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

int getaddrinfo(const char *node, const char *service,
                const struct addrinfo *hints,
                struct addrinfo **res);

void freeaddrinfo(struct addrinfo *res);

const char *gai_strerror(int errcode);

Требования макроса тестирования свойств для glibc (см. feature_test_macros(7)):

getaddrinfo(), freeaddrinfo(), gai_strerror():
    _POSIX_C_SOURCE >= 1 || _XOPEN_SOURCE || _POSIX_SOURCE

ОПИСАНИЕ
По заданным node и service, определяющим узел и службу Интернета, getaddrinfo() возвращает одну или несколько структур addrinfo, каждая из которых содержит Интернет-адрес, который можно передавать в вызов bind(2) или connect(2). Функция getaddrinfo() объединяет возможности, предоставляемые функциями gethostbyname(3) и getservbyname(3) в одном интерфейсе, но в отличие от этих функций, getaddrinfo() реентерабельна и позволяет программам не зависеть от IPv4 или IPv6.

Структура addrinfo, используемая в getaddrinfo(), содержит следующие поля:

struct addrinfo {
    int              ai_flags;
    int              ai_family;
    int              ai_socktype;
    int              ai_protocol;
    socklen_t        ai_addrlen;
    struct sockaddr *ai_addr;
    char            *ai_canonname;
    struct addrinfo *ai_next;
};

Аргумент hints указывает на структуру addrinfo, которая определяет критерии выбора структур адреса сокета, возвращаемых в списке, указанном в res. Если hints не является NULL, то он указывает на структуру addrinfo. В ней с помощью ai_family, ai_socktype и ai_protocol определяются критерии, ограничивающие набор адресов сокета, возвращаемых getaddrinfo():

ai_family
    Это поле определяет предпочитаемое семейство адресов для возвращаемых адресов. Правильными значениями для данного поля могут быть AF_INET и AF_INET6. Значение AF_UNSPEC отображает, что getaddrinfo() должна возвращать адреса сокета для любого семейства адресов (например, либо IPv4, либо IPv6), которые в дальнейшем могут быть использованы вместе с node и service.

ai_socktype
    Это поле определяет предпочитаемы тип сокета, например, SOCK_STREAM или SOCK_DGRAM. Если в этом поле указан 0, то это означает, что getaddrinfo() может вернуть адреса сокета любого типа.

ai_protocol
    Это поле определяет протокол для возвращаемых адресов сокета. Если в этом поле указан 0, то это означает, что getaddrinfo() может вернуть адрес сокета с любым протоколом.

ai_flags
    В этом поле задаются дополнительные параметры, описываемые ниже. Несколько флагов указываются с логическим ИЛИ.

Все остальные поля структуры, указываемой hints, должны содержать 0 или указатель null, соответственно.

Указание в hints значения NULL эквивалентно установке ai_socktype и ai_protocol равными 0; ai_family присваивается AF_UNSPEC; ai_flags присваивается (AI_V4MAPPED | AI_ADDRCONFIG) (в POSIX указаны другие значения по умолчанию для ai_flags; смотрите ЗАМЕЧАНИЯ). В node задаётся либо числовой сетевой адрес (для IPv4 это цифро-точечная нотация, которую поддерживает inet_aton(3); для IPv6 это строка в шестнадцатеричном формате, который поддерживает inet_pton(3)), либо сетевое имя узла, для которого в дальнейшем определяется адрес. Если в hints.ai_flags содержится флаг AI_NUMERICHOST, тогда node должен иметь цифровой формат сетевого адреса. При AI_NUMERICHOST любые возможные преобразования сетевого адреса узла подавляются.

Если в hints.ai_flags указан флаг AI_PASSIVE и node равно NULL, то возвращаемые адреса сокета будут пригодны для bind(2) сокета, который принимает соединение с помощью accept(2). Возвращаемый адрес сокета будет содержать «шаблонный адрес» (INADDR_ANY для адресов IPv4, IN6ADDR_ANY_INIT для адреса IPv6). Шаблонный адрес используется в приложениях (обычно, серверах), которым нужно принимать подключения с любых сетевых адресов узлов. Если node не равно NULL, то флаг AI_PASSIVE игнорируется.

Если флаг AI_PASSIVE отсутствует в hints.ai_flags, то возвращаемые адреса сокета будут пригодны для использоваться в connect(2), sendto(2), или sendmsg(2). Если node равно NULL, то сетевому адресу будет назначен адрес кольцевого интерфейса (loopback) (INADDR_LOOPBACK для адресов IPv4, IN6ADDR_LOOPBACK_INIT для адреса IPv6); это используется в приложениях, которым нужно связываться с партнёрами, запущенными на том же узле.

В service задаётся порт для каждой возвращаемой адресной структуры. Если этот аргумент — имя службы (смотрите services(5)), то он транслируется в соответствующий номер порта. Также, данный параметр может быть указан в виде десятичного числа, которое просто преобразуется в двоичную форму. Если service равно NULL, то номер порта возвращаемых сокетных адресов остаётся неинициализированным. Если в hints.ai_flags указан флаг AI_NUMERICSERV и service не равно NULL, то значение service должно указывать на строку с числовым номером порта. Данный флаг используется для запрета вызова службы определения имён, если известно, что она не требуется.

Либо node, либо service (но не оба одновременно) могут быть равны NULL.

Функция getaddrinfo() выделяет место и инициализирует связный список структур addrinfo, по одной на каждый сетевой адрес, который совпадает с node и service, в соответствии с любыми ограничениями, наложенными hints, и возвращает указатель на начало списка в res. Элементы в связном списке связаны через поле ai_next. Существует несколько причин того, почему связный список может содержать более одной структуры addrinfo: сетевой узел имеет несколько адресов, доступен по нескольким протоколам (например, AF_INET и AF_INET6); служба доступна через несколько типов сокетов (например, один её адрес — SOCK_STREAM, а второй — SOCK_DGRAM). Обычно, приложение должно стараться использовать адреса в том порядке, в котором они получены. Функция сортировки, используемая в getaddrinfo(), определена в RFC 3484; в системе порядок может быть изменён через файл /etc/gai.conf (доступен, начиная с glibc 2.5).

Если в hints.ai_flags выставлен флаг AI_CANONNAME, то в поле ai_canonname первой из структур addrinfo возвращаемого списка задаётся указатель официального имени узла. Остальные поля каждой возвращаемой структуры addrinfo инициализируются следующим образом:

*   В полях ai_family, ai_socktype и ai_protocol возвращаются параметры создания сокета (т. е., эти поля имеют те же значения, что и соответствующие аргументы в socket(2)). Например, в ai_family может вернуться AF_INET или AF_INET6; в ai_socktype может вернуться SOCK_DGRAM или SOCK_STREAM; в ai_protocol возвращается протокол сокета.

*   Указатель на адрес сокета помещается в поле ai_addr, а длина адреса сокета (в байтах) помещается в поле ai_addrlen.

Если в hints.ai_flags содержится флаг AI_ADDRCONFIG, то адреса IPv4, возвращаются в списке, на который указывает res, только, если в локальной системе настроен, как минимум, один адрес IPv4, и адреса IPv6 возвращаются только, если в локальной системе настроен, как минимум, один адрес IPv6. Кольцевой (loopback) адрес в этом случае не учитывается как настроенный. Этот флаг полезен, например в только IPv4-системах, чтобы getaddrinfo() не возвращал сокетные адреса IPv6, с которыми невозможно выполнить connect(2) или bind(2).

Если в hints.ai_flags содержится флаг AI_V4MAPPED и в hints.ai_family задан AF_INET6, и не найдено подходящих адресов IPv6, то в списке, на который указывает res, возвращаются IPv6 адреса отображённых адресов IPv4. Если в hints.ai_flags указаны и AI_V4MAPPED, и AI_ALL, то в списке, на который указывает res, возвращаются и адреса IPv6 и IPv6 адреса отображённых адресов IPv4. Флаг AI_ALL игнорируется, если с ним не задан AI_V4MAPPED.

Функция freeaddrinfo() освобождает память, которая была выделена для динамического связного списка res.

  Расширения getaddrinfo() для интернациональных доменных имён

Начиная с glibc 2.3.4, getaddrinfo() был расширен для выборочного прозрачного разрешения исходящих и входящих адресов в формате интернациональных доменных имен (IDN, см. RFC 3490, Internationalizing Domain Names in Applications (IDNA)). Было определено четыре новых флага:

AI_IDN
    Если указан этот флаг, то, в случае необходимости, имя узла, указанного в node, будет преобразовано в IDN-формат. Исходной кодировкой будет текущая локаль. Если имя на входе содержит символы не-ASCII, то будет задействовано кодирование IDN. Части имени узла (разделенные точками), которые содержат символы не-ASCII, будут закодированы с помощью ASCII Compatible Encoding (ACE) прежде, чем будут переданы функциям преобразования имен

AI_CANONIDN
    При указанном флаге AI_CANONNAME после успешного преобразования имени getaddrinfo() вернет каноничное имя узла согласно значению структуры addrinfo. Возвращаемое значение будет точной копией значения, возвращенного функцией разрешения имени. Если имя закодировано с помощью ACE, то оно будет содержать префикс xn-- для каждого из закодированных компонентов имени. Чтобы преобразовать эти компоненты в читаемый вид, вместе с флагом AI_CANONNAME следует передать AI_CANONIDN. Итоговая строка будет кодирована при помощи текущей локали.

AI_IDN_ALLOW_UNASSIGNED, AI_IDN_USE_STD3_ASCII_RULES
    Установка этих флагов включает IDNA_ALLOW_UNASSIGNED (разрешать не назначенные кодовые точки Юникода) и IDNA_USE_STD3_ASCII_RULES (проверять вывод на соответствие имени узла STD3) соответственно для возможности работы с IDNA.

ВОЗВРАЩАЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ
В случае успеха getaddrinfo() возвращает 0, либо один из следующие ненулевых кодов ошибки:

EAI_ADDRFAMILY
    У указанного сетевого узла нет сетевых адресов в запрашиваемом семействе адресов.

EAI_AGAIN
    Сервер имен вернул временную ошибку. Попробуйте позднее.

EAI_BADFLAGS
    В hints.ai_flags содержатся неправильные флаги, либо hints.ai_flags содержит AI_CANONNAME, а name - NULL.

EAI_FAIL
    Сервер имен вернул постоянную ошибку.

EAI_FAMILY
    Запрашиваемое семейство адресов не поддерживается.

EAI_MEMORY
    Не хватает памяти.

EAI_NODATA
    Указанный сетевой узел существует, однако не имеет ни одного определенного сетевого адреса.

EAI_NONAME
    node или service неизвестно; либо и node, и service равны NULL; либо в hints.ai_flags указан флаг AI_NUMERICSERV, а service не является числовой строкой порта.

EAI_SERVICE
    Запрошенная служба не доступна для запрошенного типа сокета. Она может быть доступна через другой тип сокета. Например, эта ошибка может возникнуть, если в service указан «shell» (служба, доступная только для потоковых сокетов) при указанном в hints.ai_protocol IPPROTO_UDP, либо указанном в hints.ai_socktype SOCK_DGRAM. Также ошибка может возникнуть, если service не равно NULL, а в hints.ai_socktype указано значение SOCK_RAW (тип сокета, для которого концепция служб неприменима).

EAI_SOCKTYPE
    Запрашиваемый тип сокетов не поддерживается. Такая ошибка может возникнуть, если hints.ai_socktype и hints.ai_protocol противоречат друг другу (например, SOCK_DGRAM и IPPROTO_TCP соответственно).

EAI_SYSTEM
    Для других системных ошибок следует проверять errno.

Функция gai_strerror() транслирует эти коды ошибок в читаемый формат, подходящий для сообщений об ошибке.

ФАЙЛЫ
/etc/gai.conf

СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ
POSIX.1-2001. Функция getaddrinfo() описана в RFC 2553.

ЗАМЕЧАНИЯ
getaddrinfo() поддерживает нотацию address%scope-id для указания IPv6 scope-ID. AI_ADDRCONFIG, AI_ALL и AI_V4MAPPED доступны, начиная с glibc 2.3.3. AI_NUMERICSERV доступен, начиная с glibc 2.3.4. Согласно POSIX.1-2001, при указании hints в NULL ai_flags должен предполагаться как равный 0. Вместо этого библиотека GNU C в данном случае предполагает значение (AI_V4MAPPED | AI_ADDRCONFIG), так как данное значение было принято в качестве улучшения спецификации.

ПРИМЕР
Следующие программы демонстрируют использование getaddrinfo(), gai_strerror(), freeaddrinfo() и getnameinfo(3). Это программы эхо-сервера и клиента UDP-дейтаграмм.

  Серверная программа
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#define BUF_SIZE 500
int
main(int argc, char *argv[])
{
    struct addrinfo hints;
    struct addrinfo *result, *rp;
    int sfd, s;
    struct sockaddr_storage peer_addr;
    socklen_t peer_addr_len;
    ssize_t nread;
    char buf[BUF_SIZE];
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s port\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;    /* Разрешены IPv4 и IPv6 */
    hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM; /* Сокет для дейтаграмм */
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE;    /* Для wildcard IP-адреса */
    hints.ai_protocol = 0;          /* Любой протокол */
    hints.ai_canonname = NULL;
    hints.ai_addr = NULL;
    hints.ai_next = NULL;
    s = getaddrinfo(NULL, argv[1], &hints, &result);
    if (s != 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(s));
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    /* getaddrinfo() возвращает список структур адресов.
       Идет проверка каждого адреса до успешного bind(2).
       Если socket(2) (или bind(2)) терпит неудачу, мы (закрываем
       сокет и) пробуем следующий. */
    for (rp = result; rp != NULL; rp = rp->ai_next) {
        sfd = socket(rp->ai_family, rp->ai_socktype,
                rp->ai_protocol);
        if (sfd == -1)
            continue;
        if (bind(sfd, rp->ai_addr, rp->ai_addrlen) == 0)
            break;                  /* Успех */
        close(sfd);
    }
    if (rp == NULL) {               /* Нет успешных адресов */
        fprintf(stderr, "Could not bind\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    freeaddrinfo(result);           /* Больше не нужен */
    /* Читаем дейтаграмму и пересылаем ее назад отправителю */
    for (;;) {
        peer_addr_len = sizeof(struct sockaddr_storage);
        nread = recvfrom(sfd, buf, BUF_SIZE, 0,
                (struct sockaddr *) &peer_addr, &peer_addr_len);
        if (nread == -1)
            continue;               /* Игнорируем запрос с ошибкой */
        char host[NI_MAXHOST], service[NI_MAXSERV];
        s = getnameinfo((struct sockaddr *) &peer_addr,
                        peer_addr_len, host, NI_MAXHOST,
                        service, NI_MAXSERV, NI_NUMERICSERV);
       if (s == 0)
            printf("Получено %zd байт из %s:%s\n",
                    nread, host, service);
        else
            fprintf(stderr, "getnameinfo: %s\n", gai_strerror(s));
        if (sendto(sfd, buf, nread, 0,
                    (struct sockaddr *) &peer_addr,
                    peer_addr_len) != nread)
            fprintf(stderr, "Ошибка отправки ответа\n");
    }
}

  Клиентская программа
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define BUF_SIZE 500
int
main(int argc, char *argv[])
{
    struct addrinfo hints;
    struct addrinfo *result, *rp;
    int sfd, s, j;
    size_t len;
    ssize_t nread;
    char buf[BUF_SIZE];
    if (argc < 3) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s host port msg...\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    /* Получаем адрес(а), соответствующие узлу/порту */
    memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;    /* Разрешены IPv4 и IPv6 */
    hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM; /* Сокет дейтаграмм */
    hints.ai_flags = 0;
    hints.ai_protocol = 0;          /* Любой протокол */
    s = getaddrinfo(argv[1], argv[2], &hints, &result);
    if (s != 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(s));
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    /* getaddrinfo() возвращает список структур адресов.
       Идет проверка каждого адреса до успешного connect(2).
       Если socket(2) (или connect(2)) терпит неудачу, мы (закрываем
       сокет и) пробуем следующий. */
    for (rp = result; rp != NULL; rp = rp->ai_next) {
        sfd = socket(rp->ai_family, rp->ai_socktype,
                     rp->ai_protocol);
        if (sfd == -1)
            continue;
        if (connect(sfd, rp->ai_addr, rp->ai_addrlen) != -1)
            break;                  /* Успех */
        close(sfd);
    }
    if (rp == NULL) {               /* Нет успешных адресов */
        fprintf(stderr, "Could not connect\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    freeaddrinfo(result);           /* Больше не нужен */
    /* Отправляем оставшиеся аргументы командной строки
       в виде отдельных дейтаграмм и ждем ответа от сервера */
    for (j = 3; j < argc; j++) {
        len = strlen(argv[j]) + 1;
                /* +1 для завершающего null-байта */
        if (len + 1 > BUF_SIZE) {
            fprintf(stderr,
                    "Ignoring long message in argument %d\n", j);
            continue;
        }
        if (write(sfd, argv[j], len) != len) {
            fprintf(stderr, "partial/failed write\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        nread = read(sfd, buf, BUF_SIZE);
        if (nread == -1) {
            perror("read");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("Получено %zd байт: %s\n", nread, buf);
    }
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ
getaddrinfo_a(3), gethostbyname(3), getnameinfo(3), inet(3), gai.conf(5), hostname(7), ip(7)