getaddrinfo(3)

• https://man7.org/linux/man-pages/man3/getaddrinfo.3.html
• 0017 C 🍎
• 11. Network Programming {CSAPP}#11.4.7. Host and Service Conversion 에서 건너옴

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

int getaddrinfo(const char *restrict node,
			    const char *restrict service,
			    const struct addrinfo *restrict hints,
			    struct addrinfo **restrict res);

void freeaddrinfo(struct addrinfo *res);

const char *gai_strerror(int errcode);

struct addrinfo {
	int              ai_flags;
	int              ai_family;
	int              ai_socktype;
	int              ai_protocol;
	socklen_t        ai_addrlen;
	struct sockaddr *ai_addr;
	char            *ai_canonname;
	struct addrinfo *ai_next;
};

hostname, host address, service name, port number를 한데모아 하나의 struct addrinfo 구조체에 담아주는 친절한 함수이다. 이중 포인터인 이유는 CSAPP Figure 11.15에서 볼 수 있다시피 연결리스트의 첫 주소를 가리키고 있기 때문이다. 연결리스트 head를 이중 포인터로 만든 덕분에 포인터의 값을 getaddrinfo가 스스로 할당해서 그 위치를 먹일 수 있게 되었다.

getaddrinfo는 힙 메모리 영역 위에 할당받은 연결리스트를 사용하기 때문에 freeaddrinfo 함수를 호출하여 제거해 주어야 한다.

gpt question: getaddrinfo(NULL, ...) 하는 이유

Question

다음 함수는 getaddrinfo를 사용하여 struct addrinfo 리스트를 얻어내 순회를 돌면서 socket, bind 함수를 호출해. 여기서 궁금한 점은 왜 getaddrinfo 첫번째 인자를 NULL로 주는거야? ip주소가 들어가는 자리인 걸로 아는데 NULL이 들어가면 무엇으로 대체되는지 궁금해.

/*  
 * open_listenfd - Open and return a listening socket on port. This
 *     function is reentrant and protocol-independent.
 *
 *     On error, returns: 
 *       -2 for getaddrinfo error
 *       -1 with errno set for other errors.
 */
/* $begin open_listenfd */
int open_listenfd(char *port) 
{
    struct addrinfo hints, *listp, *p;
    int listenfd, rc, optval=1;

    /* Get a list of potential server addresses */
    memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;             /* Accept connections */
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE | AI_ADDRCONFIG; /* ... on any IP address */
    hints.ai_flags |= AI_NUMERICSERV;            /* ... using port number */
    if ((rc = getaddrinfo(NULL, port, &hints, &listp)) != 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo failed (port %s): %s\n", port, gai_strerror(rc));
        return -2;
    }

    /* Walk the list for one that we can bind to */
    for (p = listp; p; p = p->ai_next) {
        /* Create a socket descriptor */
        if ((listenfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype, p->ai_protocol)) < 0) 
            continue;  /* Socket failed, try the next */

        /* Eliminates "Address already in use" error from bind */
        setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,    //line:netp:csapp:setsockopt
                   (const void *)&optval , sizeof(int));

        /* Bind the descriptor to the address */
        if (bind(listenfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == 0)
            break; /* Success */
        if (close(listenfd) < 0) { /* Bind failed, try the next */
            fprintf(stderr, "open_listenfd close failed: %s\n", strerror(errno));
            return -1;
        }
    }


    /* Clean up */
    freeaddrinfo(listp);
    if (!p) /* No address worked */
        return -1;

    /* Make it a listening socket ready to accept connection requests */
    if (listen(listenfd, LISTENQ) < 0) {
        close(listenfd);
	return -1;
    }
    return listenfd;
}

answer

getaddrinfo 함수에서 첫 번째 인자를 NULL로 전달하는 이유는 서버 소켓을 생성하고, 해당 소켓을 모든 사용 가능한 네트워크 인터페이스(로컬 주소)에 바인딩하기를 원하기 때문입니다.

getaddrinfo 함수의 첫 번째 인자는 호스트 이름이나 IP 주소를 나타냅니다. 만약 이 인자에 NULL을 전달하면, getaddrinfo는 현재 호스트(로컬 시스템)에 대한 네트워크 인터페이스 주소를 가져오게 됩니다. 이는 서버가 현재 호스트의 모든 네트워크 인터페이스(예: 모든 IP 주소)에서 들어오는 연결을 수락하고자 할 때 유용합니다. 즉, 서버는 모든 네트워크 인터페이스에 대한 연결을 수신하려고 할 때 NULL을 사용하여 getaddrinfo를 호출할 수 있습니다.

따라서 getaddrinfo(NULL, port, &hints, &listp)는 현재 호스트의 모든 네트워크 인터페이스에서 port 번호로 들어오는 연결을 수락하기 위한 주소 정보를 얻는 데 사용됩니다. 이렇게 얻은 주소 정보를 이용하여 서버 소켓을 생성하고 해당 주소로 바인딩합니다. 결과적으로 서버는 모든 네트워크 인터페이스에서 들어오는 연결을 수신할 수 있게 됩니다.

정리

bind를 할 때 넣는 struct addrinfo 구조체 안에 들어가는 주소와 포트에 대하여 주소를 NULL로 주면 알아서 "해당 포트로 들어오는 모든 호스트로부터의 접속을 허용합니다"라고 뜻하는 것 같다.

gpt question getaddrinfo hint 넣는법

question

서버에게 HTTP GET 요청을 전송하려고 하는데 getaddrinfo 함수 인자를 어떻게 넣어야 올바른 struct addrinfo 리스트를 얻을 수 있을까?

answer

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>

int main() {
    struct addrinfo hints, *res;
    int status;

    // 서버 호스트 이름 또는 IP 주소, 포트 번호, 힌트 초기화
    const char *hostname = "www.example.com"; // 대상 서버 주소
    const char *port = "80"; // HTTP 포트 번호
    memset(&hints, 0, sizeof hints);
    hints.ai_family = AF_UNSPEC; // IPv4 또는 IPv6
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; // TCP 소켓

    // getaddrinfo 함수를 사용하여 서버 주소 정보 얻기
    if ((status = getaddrinfo(hostname, port, &hints, &res)) != 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo error: %s\n", gai_strerror(status));
        return 1;
    }

    // addrinfo 리스트(res)를 사용하여 서버에 HTTP GET 요청을 전송할 수 있음

    // addrinfo 리스트를 사용한 후 메모리 해제
    freeaddrinfo(res);

    return 0;
}

위 예제에서 주요한 부분은 다음과 같습니다:

1. getaddrinfo 함수를 호출할 때 hostname 변수에 대상 서버의 호스트 이름 또는 IP 주소를 지정하고, port 변수에는 HTTP 포트 번호(일반적으로 80)를 지정합니다.
2. hints 구조체를 초기화하고, 필요한 네트워크 속성을 설정합니다. 위의 예제에서는 IPv4 또는 IPv6 주소를 사용하고, TCP 소켓을 지정했습니다.
3. getaddrinfo 함수를 호출하여 res 포인터를 통해 주소 정보를 얻습니다. 이렇게 얻은 struct addrinfo 리스트(res)에는 서버의 주소 정보가 들어 있습니다.
4. addrinfo 리스트를 사용하여 HTTP GET 요청을 서버에 전송할 수 있습니다. 이 부분은 HTTP 라이브러리나 소켓 프로그래밍을 통해 수행할 수 있습니다.
5. 작업이 끝난 후, 메모리 누수를 방지하기 위해 freeaddrinfo 함수를 사용하여 res에 할당된 메모리를 해제합니다.

이렇게 설정된 getaddrinfo 함수 호출을 통해 올바른 서버 주소 정보를 얻고, 이를 사용하여 HTTP GET 요청을 전송할 수 있게 됩니다.