为什么使用 struct 打包生存时间（ttl）？

Question

我偶然发现了 PyMOTW3 (https://pymotw.com/3/socket/multicast.html) 书中的一些代码，我不明白为什么生存时间(ttl) 参数被打包为 struct.pack('b',1).

我尝试搜索手册以查看是否应该打包参数，但它指出它可以是整数。我尝试输入一个普通整数，它似乎工作正常。它给出了与下面的代码相同的输出。那么它被这样包装有什么具体原因吗？ 我知道将它打包为 1 是不必要的，因为 默认值为 1，但如果我需要使用其他数字怎么办。我需要打包吗？

我已经包含了下面书中的代码。

import socket
import struct
import sys

message = b'very important data'
multicast_group = ('224.3.29.71', 10000)

# Create the datagram socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# Set a timeout so the socket does not block
# indefinitely when trying to receive data.
sock.settimeout(0.2)

# Set the time-to-live for messages to 1 so they do not
# go past the local network segment.
ttl = struct.pack('b', 1)
sock.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_MULTICAST_TTL, ttl)
print(s.getsockopt(socket.IPPROTO_IP,socket.IP_MULTICAST_TTL))

try:

    # Send data to the multicast group
    print('sending {!r}'.format(message))
    sent = sock.sendto(message, multicast_group)

    # Look for responses from all recipients
    while True:
        print('waiting to receive')
        try:
            data, server = sock.recvfrom(16)
        except socket.timeout:
            print('timed out, no more responses')
            break
        else:
            print('received {!r} from {}'.format(
                data, server))

finally:
    print('closing socket')
    sock.close()

无论我打包还是使用普通整数，这都是我得到的输出。

1

发送非常重要的消息

超时！

关闭套接字

Answer 1

所有数据包都由字节组成。

对于 AF_INET 或 IPv4，您可以在 this picture 中查看数据包属性中的位分布。您可以在 IPv4 标头中看到，TTL 是 20 的第 9 个八位字节。TTL 是一个 8 位（1 字节）字段，可以从 0 到 255。

也就是说，每个属性都应该占用一定数量的位。

为此，Python 3.7 有一个模块 struct。该模块执行 Python 值和表示为 Python 字节对象的 C 结构之间的转换。

由于 TTL 是一个 1 字节大小的正整数，我们必须选择 unsigned char 类型，即 'B'。

所以现在代码看起来像这样：

ttl = struct.pack('B', 25)  # unsigned char as 1-byte object
sock.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_MULTICAST_TTL, ttl)