struct sockaddr 与struct sockaddr_in

我们知道网络地址结构体 struct sockaddr 与 struct sockaddr_in 他们都表示网络地址，那么它们是什么关系呢？我们编程是该如何使用他们呢？什么时候该使用哪一个呢？

struct sockaddr 定义在/usr/include/bits/socket.h

/* Get the definition of the macro to define the common sockaddr members.  */
#include <bits/sockaddr.h>

/* Structure describing a generic socket address.  */
struct sockaddr
{
    __SOCKADDR_COMMON (sa_);    /* Common data: address family and length.  */
    char sa_data[14];                  /* Address data.  */
};

宏 __SOCKADDR_COMMON 的定义在bits/sockaddr.h中：

/*
 * Never include this file directly; use <sys/socket.h> instead.
 */
#ifndef _BITS_SOCKADDR_H
#define _BITS_SOCKADDR_H        1

/* POSIX.1g specifies this type name for the `sa_family' member.  */
typedef unsigned short int sa_family_t;

/* This macro is used to declare the initial common members
   of the data types used for socket addresses, `struct sockaddr',
   `struct sockaddr_in', `struct sockaddr_un', etc.  */

#define __SOCKADDR_COMMON(sa_prefix) \
  sa_family_t sa_prefix##family

#define __SOCKADDR_COMMON_SIZE  (sizeof (unsigned short int))

#endif  /* bits/sockaddr.h */

/* Structure describing a generic socket address. */
struct sockaddr
{
    sa_family_t sa_family;   /* address family */
    char sa_data[14];      /* Address data. */
};
typedef unsigned short int sa_family_t;

根据注释，struct sockaddr是一个通用（generic）的socket地址。

struct sockaddr_in结构体定义在/usr/include/netinet/in.h中：

/* Structure describing an Internet socket address.  */
struct sockaddr_in
{
    __SOCKADDR_COMMON (sin_);
    in_port_t sin_port;                 /* Port number.  */
    struct in_addr sin_addr;            /* Internet address.  */

    /* Pad to size of `struct sockaddr'.  */
    unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) -
                           __SOCKADDR_COMMON_SIZE -
                           sizeof (in_port_t) -
                           sizeof (struct in_addr)];
};

将宏展开为：

/* Structure describing an Internet socket address.  */
struct sockaddr_in
{
    sa_family_t sin_family;        /* address family */
    in_port_t   sin_port;          /* Port number.  */
    struct in_addr sin_addr;       /* Internet address.  */

    /* Pad to size of `struct sockaddr'.  */
    unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) -
                           __SOCKADDR_COMMON_SIZE -
                           sizeof (in_port_t) -
                           sizeof (struct in_addr)];
};

/* Internet address.  */
typedef uint32_t in_addr_t;
struct in_addr
{
    in_addr_t s_addr;
};

根据注释，struct sockaddr_in 是一个Internate网socket地址。即一个TCP的socket地址。

显然结构体最后定义的sin_zero是为了补齐结构体，是它和struct sockaddr一样大。保持一样的大小，是为了他们之间的相互转换，因为下面的这些函数的地址参数都是struct sockaddr* ：

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

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

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,

                      const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

                             

我们在TCP协议编程时，显然使用的是struct sockaddr_in地址，要使用这些函数，必须将struct sockaddr_in转换成struct sockaddr。所以才将两种的大小定义成一样大。

所以：

struct sockaddr是通用的套接字地址，而struct sockaddr_in则是internet环境下套接字的地址形式，二者长度一样，都是16个字节。二者是并列结构，指向sockaddr_in结构的指针也可以指向sockaddr。一般情况下，需要把sockaddr_in结构强制转换成sockaddr结构再传入系统调用函数中。

我们还可以看大struct sockaddr_un，该结构体用于UNIX套接字。