c - 在 linux x86_64 下非常快速地 ip-as-int 查找 IPv4 套接字？

Question

Linux x86_64、gcc、ipv4。

以下是我了解如何找出我的 IPv4 客户端。首先，我从一个客户端句柄开始，它不是一个指针而是一个整数(嗯？)。然后，我需要为目标 sockaddr 结构分配空间，并为 unsigned int 分配空间以保存其长度(作为引用传递)。然后我用整数客户端句柄和我的目标 sockaddress 和 sockaddress 长度调用 getsockname()。 (在内部，大概 getsockname() 将内核的 IP 表示和其他信息复制到我自己的 sockaddr 中。)然后我需要使用 sockaddr 结构调用 ntoa() 来获取字符串。最后，我需要将这个字符串转换成一个整数。 (还有 getpeername 和 getsockname。)

这些是我见过的例子。对于延迟很重要的服务器来说，这似乎是可移植的但效率低下。但是假设我想留在 x86_64 架构和 IPv4 上的 linux 中。我猜想内核内部已经在某个地方存储了一个 IP 号码作为 int，所以这里的大多数往返调用都是不必要的，这样就可以直接查找 IPv4，并且无需中间存储就可以更快。这样的功能存在吗？找了半天也没找到。

如果 getsockname() 函数有一个仅将 IP 表示形式返回为单个整数的替代方法，那将很有意义。这也将节省制作副本的时间和开销。这存在吗？ (PS:顺便说一下，如果它确实存在，那么有一个类似于 ntoa() 的调用将这个每个 IP 唯一的 int 映射到标准的 xx.xx.xx.xx 字符串是合乎逻辑的，即避免需要中间 sock 地址。)

如果不存在这样的函数，至少，我应该可以避免ntoa到字符串再到整数的转换。这意味着我必须知道 sockaddr 结构中的哪些(甚至是否)字节表示 IP，因此我可以将这些字节转换为 4 字节的 C 整数。我认为这是字节 2-6。对吧？

/我是

Answer 1

我正在尝试解析您的问题 - 我可能会弄错一些细节。

“客户端句柄，不是指针而是整数”

• 实际上是一个 file descriptor .

“为目标 sockaddr 结构分配空间，并为 unsigned int 分配空间以保存其长度”

• 是的，这些确实需要分配，但从哪里分配并不重要。从堆栈分配肯定比从堆分配更快(malloc() 和 friend )

“我用整数客户端句柄和我的目标 sockaddress 和 sockaddress 长度调用 getsockname()”

我不确定您是在寻找给定套接字的本地地址还是远程地址:

• getsockname()会给你本地地址。
• getpeername()会给你远程地址。

无论如何，如果您只需要 IP 地址的 int 表示 - struct sockaddr_in，我认为不需要任何类似 ntoa() 的调用由 get[peer|sock]name() 调用填写的内容已经包含在 sin_addr member 中.

因此，假设您已经拥有客户端 FD(从 accept() 返回)并且您想要该套接字的远程地址，那么您需要做的就是像这样:

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

...

    struct sockaddr_in peer_sa;                         // Stack allocation
    socklen_t peer_sa_len = sizeof(struct sockaddr_in); // Stack allocation
    int fd;
    int status;

...

    // fd is the client file descriptor, as returned by accept()
    status = getpeername(fd, (struct sockaddr *)&peer_sa, &peer_sa_len);
    // check your return codes!

    printf("peer address %s as int is %d\n",
       inet_ntoa(peer_sa.sin_addr), peer_sa.sin_addr.s_addr);

注意 inet_ntoa(peer_sa.sin_addr) 仅用于说明目的。

另请注意，这是非常 IPv4 特定的。如果您也希望使用 IPv6 客户端，那么您需要改用 struct sockaddr_storage(它的大小应该足够大以适应任何地址族)。此外，128 位 IPv6 地址显然不适合 32 位整数。您还必须使用 inet_ntop()给出地址的文本表示。