bind()講解(主要內容為：sockaddr_in結構體講解和bind函數內個參數講解)

本文轉載自：https://blog.csdn.net/wang13342322203/article/details/96000559

socket() 函數用來創建套接字，確定套接字的各種屬性，然后服務器端要用 bind() 函數將套接字與特定的 IP 地址和端口綁定起來，只有這樣，流經該 IP 地址和端口的數據才能交給套接字處理。類似地，客戶端也要用 connect() 函數建立連接。

int bind(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); //Linux
int bind(SOCKET sock, const struct sockaddr *addr, int addrlen); //Windows

下面以 Linux 為例進行講解，Windows 與此類似。

sock 為 socket 文件描述符，addr 為 sockaddr 結構體變量的指針，addrlen 為 addr 變量的大小，可由 sizeof() 計算得出。

下面的代碼，將創建的套接字與IP地址 127.0.0.1、端口 1234 綁定：

1. //創建套接字
2. int serv_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
3.  
4. //創建sockaddr_in結構體變量
5. struct sockaddr_in serv_addr;
6. memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr)); //每個字節都用0填充
7. serv_addr.sin_family = AF_INET; //使用IPv4地址
8. serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //具體的IP地址
9. serv_addr.sin_port = htons(1234); //端口
10.  
11. //將套接字和IP、端口綁定
12. bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));

這里我們使用 sockaddr_in 結構體，然后再強制轉換為 sockaddr 類型，后邊會講解為什么這樣做。

sockaddr_in 結構體

接下來不妨先看一下 sockaddr_in 結構體，它的成員變量如下：

1. struct sockaddr_in{
2. sa_family_t sin_family; //地址族（Address Family），也就是地址類型
3. uint16_t sin_port; //16位的端口號
4. struct in_addr sin_addr; //32位IP地址
5. char sin_zero[8]; //不使用，一般用0填充
6. };

1) sin_family 和 socket() 的第一個參數的含義相同，取值也要保持一致。

2) sin_prot 為端口號。uint16_t 的長度為兩個字節，理論上端口號的取值范圍為 0~65536，但 0~1023 的端口一般由系統分配給特定的服務程序，例如 Web 服務的端口號為 80，FTP 服務的端口號為 21，所以我們的程序要盡量在 1024~65536 之間分配端口號。

端口號需要用 htons() 函數轉換，后面會講解為什么。

3) sin_addr 是 struct in_addr 結構體類型的變量，下面會詳細講解。

4) sin_zero[8] 是多余的8個字節，沒有用，一般使用 memset() 函數填充為 0。上面的代碼中，先用 memset() 將結構體的全部字節填充為 0，再給前3個成員賦值，剩下的 sin_zero 自然就是 0 了。

in_addr 結構體

sockaddr_in 的第3個成員是 in_addr 類型的結構體，該結構體只包含一個成員，如下所示：

1. struct in_addr{
2. in_addr_t s_addr; //32位的IP地址
3. };

in_addr_t 在頭文件 <netinet/in.h> 中定義，等價於 unsigned long，長度為4個字節。也就是說，s_addr 是一個整數，而IP地址是一個字符串，所以需要 inet_addr() 函數進行轉換，例如：

1. unsigned long ip = inet_addr("127.0.0.1");
2. printf("%ld\n", ip);

運行結果：
16777343

圖解 sockaddr_in 結構體

為什么要搞這么復雜，結構體中嵌套結構體，而不用 sockaddr_in 的一個成員變量來指明IP地址呢？socket() 函數的第一個參數已經指明了地址類型，為什么在 sockaddr_in 結構體中還要再說明一次呢，這不是啰嗦嗎？

這些繁瑣的細節確實給初學者帶來了一定的障礙，我想，這或許是歷史原因吧，后面的接口總要兼容前面的代碼。各位讀者一定要有耐心，暫時不理解沒有關系，根據教程中的代碼“照貓畫虎”即可，時間久了自然會接受。

為什么使用 sockaddr_in 而不使用 sockaddr

bind() 第二個參數的類型為 sockaddr，而代碼中卻使用 sockaddr_in，然后再強制轉換為 sockaddr，這是為什么呢？

sockaddr 結構體的定義如下：

1. struct sockaddr{
2. sa_family_t sin_family; //地址族（Address Family），也就是地址類型
3. char sa_data[14]; //IP地址和端口號
4. };

下圖是 sockaddr 與 sockaddr_in 的對比（括號中的數字表示所占用的字節數）：


sockaddr 和 sockaddr_in 的長度相同，都是16字節，只是將IP地址和端口號合並到一起，用一個成員 sa_data 表示。要想給 sa_data 賦值，必須同時指明IP地址和端口號，例如”127.0.0.1:80“，遺憾的是，沒有相關函數將這個字符串轉換成需要的形式，也就很難給 sockaddr 類型的變量賦值，所以使用 sockaddr_in 來代替。這兩個結構體的長度相同，強制轉換類型時不會丟失字節，也沒有多余的字節。

可以認為，sockaddr 是一種通用的結構體，可以用來保存多種類型的IP地址和端口號，而 sockaddr_in 是專門用來保存 IPv4 地址的結構體。另外還有 sockaddr_in6，用來保存 IPv6 地址，它的定義如下：

純文本復制

1. struct sockaddr_in6 {
2. sa_family_t sin6_family; //(2)地址類型，取值為AF_INET6
3. in_port_t sin6_port; //(2)16位端口號
4. uint32_t sin6_flowinfo; //(4)IPv6流信息
5. struct in6_addr sin6_addr; //(4)具體的IPv6地址
6. uint32_t sin6_scope_id; //(4)接口范圍ID
7. };

正是由於通用結構體 sockaddr 使用不便，才針對不同的地址類型定義了不同的結構體。

connect() 函數

connect() 函數用來建立連接，它的原型為：

1.  
   int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen); //Linux
2.  
   int connect(SOCKET sock, const struct sockaddr *serv_addr, int addrlen); //Windows

各個參數的說明和 bind() 相同，不再贅述。