recvfrom 不接收取决于使用的 ai_family

Question

我正试图深入了解套接字编程，但遇到了一些（对我而言）意想不到的行为。

当我尝试将数据发送到“localhost”并将 addrinfo.ai_family 设置为 AF_INET 时，我发送的消息没有从我的客户端进程发送到我的主机进程（recvfrom() 不返回）。如果我将它设置为 AF_INET6 一切都很好。 AF_UNSPEC 相同，在这种情况下，它会选择 IPv6 addrinfo（列表中的第一个）。当然，主机和客户端都使用相同的 ai_family。

我也尝试过从beej's guide to network programming 粘贴的代码副本，结果相同。我正在使用 DGRAM 套接字。

我尝试从另一台电脑连接，却得到相反的结果，IPv4 工作正常，IPv6 没有。我认为这可能是因为我使用了“6to4 网关”。我真的不知道这是什么意思。

问题与我自己的机器有关，因为该代码在我测试过的另一台机器上通过 IPv4 运行。 我不能说是发送问题还是接收问题。

什么会阻止我使用 AF_INET 套接字向/从 localhost 发送或接收数据？

我在使用 MingW 编译的 windows7 64 位机器上。 如果它有任何区别，我正在为具有不同参数的主机和客户端进程运行相同的程序。我一起运行了发布和调试程序（所以它不是同一个程序两次）但得到了相同的结果。

提前致谢，如果这被认为是一个愚蠢的问题，我们深表歉意。

代码：

typedef struct addrinfo addrinfo_t;
typedef struct sockaddr_storage sockaddr_storage_t;
typedef struct sockaddr_in sockaddr_in_t;
typedef struct sockaddr_in6 sockaddr_in6_t;

void connect_to_server(const char* server_name, const char* message)
{
    int status;
    init_networking();
    addrinfo_t hints;
    addrinfo_t* res;
    memset(&hints, 0, sizeof(addrinfo_t));
    hints.ai_family = AF_INET; //or AF_INET6
    hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
    if ((status = getaddrinfo(server_name, "4950", &hints, &res)) != 0)
    {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo error: %s\n", gai_strerror(status));
        exit(1);
    }
    SOCKET s = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);
    if (s == -1)
    {
        fprintf(stderr, "could not create a socket, errno: %u\n", errno);
        exit(1);
    }

    int bytes_sent = sendto(s, message, strlen(message), 0, res->ai_addr, res->ai_addrlen);
    close(s);
    printf("Sent %i bytes to port %i\n", bytes_sent, ((sockaddr_in_t*)res->ai_addr)->sin_port);
    freeaddrinfo(res);
}

void setup_server()
{
    int status;
    init_networking();
    addrinfo_t hints;
    addrinfo_t* res;
    memset(&hints, 0, sizeof(addrinfo_t));
    hints.ai_family = AF_INET; //or AF_INET6
    hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE;

    if ((status = getaddrinfo(NULL, "4950", &hints, &res)) != 0)
    {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo error: %s\n", gai_strerror(status));
        exit(1);
    }

    SOCKET s = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);
    if (s == -1)
    {
        fprintf(stderr, "could not create a socket, errno: %u\n", errno);
        exit(1);
    }
    //Bind the socket to own address (mostly the port number contained in the address)
    if (bind(s, res->ai_addr, res->ai_addrlen) < 0)
    {
        fprintf(stderr, "failed to bind, errno: %u\n", errno);
        exit(1);
    }
    freeaddrinfo(res);

    const size_t read_buffer_size = 1024;
    void* read_buffer = malloc(read_buffer_size);

    sockaddr_storage_t peer_address;
    int peer_address_length = sizeof(sockaddr_storage_t);

    sockaddr_storage_t own_sock_addr;
    int own_sock_addr_len = sizeof(sockaddr_storage_t);
    getsockname(s, (struct sockaddr*)&own_sock_addr, &own_sock_addr_len);
    printf("Listening on port %i\n", ((sockaddr_in_t*)&own_sock_addr)->sin_port);

    int bytes_received = recvfrom(s,
                                read_buffer,
                                read_buffer_size-1,
                                0,
                                (struct sockaddr*)&peer_address,
                                &peer_address_length                    );

    printf("Received %i byte message:\n%s\n", bytes_received, (char*)read_buffer);
}

Answer 1

AF_INET 用于 IPv4，AF_INET6 用于 IPv6。发送 IPv4 数据报时，接收方必须使用 IPv4 套接字或 IPv6 dual stack socket（接受 IPv4 和 IPv6 流量的 IPv6 套接字）在目标 IP/端口上接收数据。发送 IPv6 数据报时，接收方必须使用 IPv6 套接字接收数据。否则，数据报将被忽略，所以听起来一台机器正在使用忽略您的 IPv4 数据报的 IPv6 套接字，而另一台机器正在使用忽略您的 IPv6 数据报的 IPv4 套接字。

当您调用getaddrinfo() 时，您指定AF_UNSPEC 作为客户端和服务器中的地址族。 AF_UNSPEC 告诉 getaddrinfo() 您需要 IPv4 和 IPv6 地址，因此它返回一个链接列表，其中可能包含所有可用 IPv4 的多个条目和 IPv6 地址。在服务器端，您只为列表中的第一个条目（可能是 IPv4 或 IPv6）创建一个侦听套接字。在客户端，您只为列表中的第一个条目（可能是 IPv4 或 IPv6）创建一个发送套接字。因此，这两个操作中使用的实际地址族将是随机的，并且有时可能彼此不匹配。

在服务器端，您需要：

1. 直接使用AF_INET或AF_INET6，而不是AF_UNSPEC，然后对客户端进行相应的编码以匹配。

2. 遍历整个addrinfo 列表，为每个条目创建一个单独的侦听套接字。这样，客户端可以将数据发送到服务器正在侦听的任何 IP/端口系列。

3. 仅在创建侦听套接字时使用AF_INET6，然后在它们上启用dual stack functionality（仅限 Vista+），以便它们可以接收 IPv4 和 IPv6 数据报。然后，您必须注意recvfrom() 返回的sockaddr 报告的地址族，以便了解任何给定数据报是使用IPv4 还是IPv6。

在客户端，您需要直接使用AF_INET 或AF_INET6，而不是AF_UNSPEC，具体取决于服务器实际监听的内容。对 UDP 客户端套接字使用 AF_UNSPEC 没有意义（对 TCP 客户端套接字确实有意义），除非您正在实现的 UDP 协议使用 ack 对每个数据报进行回复。否则，客户端无法知道服务器是在接受 IPv4 还是 IPv6 数据报（除非用户告诉应用程序）。使用acks，客户端可以遍历返回的addrinfo列表，向列表中的条目发送数据报，等待几秒钟的ack，如果没有收到则继续到列表中的下一个条目，重复如下在 ack 实际到达或列表用尽之前需要。