一、网络地址解析的必要性
在网络通信中，应用程序通常需要通过域名（如www.example.com）而非直接使用 IP 地址（如93.184.216.34）来定位目标主机，同时需要通过服务名（如http）而非直接使用端口号（如80）来指定通信端口。这种抽象带来了以下核心需求：
用户友好性：人类更容易记忆域名而非数字 IP
协议兼容性：需同时支持 IPv4 与 IPv6，避免硬编码地址类型
服务灵活性：服务端口可能动态分配，通过服务名解析更可靠
网络拓扑适应：同一域名可能对应多个 IP（负载均衡场景），需支持多地址选择
传统地址解析方法（如gethostbyname、getservbyname）存在明显局限性：仅支持 IPv4、无法统一处理主机名与服务名、线程安全性差。getaddrinfo作为 POSIX 标准接口，完美解决了这些问题，是现代 C++ 网络编程的首选地址解析方案。
二、getaddrinfo 函数
getaddrinfo是一个统一的地址解析接口，可同时处理主机名→IP 地址、服务名→端口号的解析，并返回可直接用于socket调用的地址结构。
2.1 函数原型
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| #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
int `getaddrinfo`(const char *node, // 主机名/IP地址字符串
const char *service, // 服务名/端口号字符串
const struct addrinfo *hints, // 解析参数提示
struct addrinfo **res); // 输出：解析结果链表
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2.2 参数详解
2.2.1 输入参数
| 参数名 |
含义与取值 |
典型用法 |
| node |
目标主机标识：- 域名（如"www.baidu.com"）- IPv4 地址（如"192.168.1.1"）- IPv6 地址（如"2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334"）- NULL（服务器端绑定场景，配合AI_PASSIVE） |
客户端："www.example.com"服务器端：NULL |
| service |
目标服务标识：- 服务名（如"http"、"ssh"，需系统服务数据库支持）- 端口号字符串（如"80"、"22"）- NULL（需手动指定端口） |
客户端："http"或"8080"服务器端："80" |
| hints |
解析策略提示（结构体指针）：- 为NULL时，返回所有可能的地址类型- 非NULL时，按结构体字段过滤结果 |
见 2.2.3 小节 |
2.2.2 输出参数
res：指向struct addrinfo结构体链表的指针，每个节点包含一个可用的网络地址信息。结构体定义如下：
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| struct addrinfo {
int ai_flags; // 标志位（如AI_PASSIVE、AI_CANONNAME）
int ai_family; // 地址族（AF_INET=IPv4，AF_INET6=IPv6，AF_UNSPEC=任意）
int ai_socktype; // 套接字类型（SOCK_STREAM=TCP，SOCK_DGRAM=UDP）
int ai_protocol; // 协议类型（IPPROTO_TCP=TCP，IPPROTO_UDP=UDP，0=任意）
socklen_t ai_addrlen; // ai_addr指向的地址结构体长度
char *ai_canonname; // 主机的规范域名（仅当指定AI_CANONNAME时有效）
struct sockaddr *ai_addr; // 指向sockaddr_in（IPv4）或sockaddr_in6（IPv6）的指针
struct addrinfo *ai_next; // 指向下一个结果节点的指针（链表结构）
};
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2.2.3 hints 关键字段配置
hints是控制解析行为的核心，常见配置组合如下：
| 字段 |
取值与含义 |
| ai_family |
- AF_INET：仅返回 IPv4 地址- AF_INET6：仅返回 IPv6 地址- AF_UNSPEC：返回所有兼容地址（默认） |
| ai_socktype |
- SOCK_STREAM：仅返回 TCP 相关地址- SOCK_DGRAM：仅返回 UDP 相关地址- 0：返回所有类型（默认） |
| ai_protocol |
- IPPROTO_TCP：强制 TCP 协议- IPPROTO_UDP：强制 UDP 协议- 0：自动匹配（默认） |
| ai_flags |
- AI_PASSIVE：返回适用于服务器绑定（bind）的地址（如0.0.0.0）- AI_CANONNAME：获取主机规范域名- AI_NUMERICHOST：强制node为 IP 地址（不触发 DNS 解析）- AI_NUMERICSERV：强制service为端口号（不查服务数据库） |
2.3 返回值处理
三、完整示例代码
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| #include <cstring>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
using std::cout;
using std::endl;
using std::cin;
void getAddrInfo(const char* domain) {
struct addrinfo hints, *res;
// 初始化hints结构体，避免随机值影响
memset(&hints, 0, sizeof(hints));
hints.ai_family = AF_UNSPEC; // 同时支持IPv4和IPv6
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
int ret = getaddrinfo(domain, NULL, &hints, &res);
// 处理getaddrinfo调用失败的情况
if (ret != 0) {
cout << "域名解析失败: " << gai_strerror(ret) << endl;
return;
}
bool found = false;
struct addrinfo *p = res;
for (; p != nullptr; p = p->ai_next) {
char ipstr[INET6_ADDRSTRLEN];
void* addr;
const char* ipVersion;
if (p->ai_family == AF_INET) {
struct sockaddr_in* ipv4 = (struct sockaddr_in*)p->ai_addr;
addr = &(ipv4->sin_addr);
ipVersion = "IPv4";
} else {
struct sockaddr_in6* ipv6 = (struct sockaddr_in6*)p->ai_addr;
addr = &(ipv6->sin6_addr);
ipVersion = "IPv6";
}
// 将二进制IP地址转换为字符串
inet_ntop(p->ai_family, addr, ipstr, sizeof(ipstr));
cout << " " << ipVersion << ": " << ipstr << endl;
found = true;
}
freeaddrinfo(res); // 释放内存
if (!found) {
cout << " 未找到该域名的IP地址" << endl;
}
}
int main(int argc, char* argv[]) {
cout << "请输入你想查询的网址" << endl;
char domain[1024] = {0};
while (cin >> domain) {
getAddrInfo(domain);
memset(domain, 0, sizeof(domain));
cout << "请输入你想查询的网址" << endl;
}
return 0;
}
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