Golang 网络编程丝绸之路 - TCP/UDP 地址解析

TL;DR 在使用 Golang 编写 TCP/UDP socket 的时候，第一步做的就是地址解析。

• func ResolveTCPAddr(network, address string) (*TCPAddr, error)
• func ResolveUDPAddr(network, address string) (*UDPAddr, error)
  下面是对这两个函数的源码分析。

ResolveTCPAddr

该函数返回的地址包含的信息如下：

// src/net/tcpsock.go
type TCPAddr struct {
    IP   IP
    Port int
    Zone string // IPv6 scoped addressing zone
}

TCPAddr 里，IP 既可以是 IPv4 地址，也可以是 IPv6 地址。Port 就是端口了。Zone 是 IPv6 本地地址所在的区域。
从返回结果看该函数的参数，network 指 address 的网络类型；address 指要解析的地址，会从中解析出我们想要的 IP, Port 和 Zone。

源码分析

// src/net/ipsock.go
func ResolveTCPAddr(network, address string) (*TCPAddr, error) {
    // 检查 `network` 的值
    switch network {
    case "tcp", "tcp4", "tcp6":
    case "": // a hint wildcard for Go 1.0 undocumented behavior
        network = "tcp"
    default:
        return nil, UnknownNetworkError(network)
    }

    // 使用默认解析器对 `address` 进行解析
    addrs, err := DefaultResolver.internetAddrList(context.Background(), network, address)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    // 根据 `network` 和 `address` 返回一个地址
    return addrs.forResolve(network, address).(*TCPAddr), nil
}

从源码中可以看出，参数 network 只能是如下四个值，否则会得到一个错误。

默认解析器解析地址后返回一个地址列表 addrs，该地址列表既包含了 IPv4 地址，也包含了 IPv6 地址。

1. "": 将 network 置为 "tcp"，这是因为在使用默认解析器对 address 进行解析时根据 network 返回 TCP 地址 *TCPAddr。
2. "tcp": 若 address 是 IPv6 地址，则该函数返回 addrs 中的第一个 IP 是 IPv6 的地址，否则返回 addrs 中的第一个 IP 是 IPv4 的地址。
3. "tcp4": 该函数返回 addrs 中的第一个 IP 是 IPv4 的地址。
4. "tcp6": 该函数返回 addrs 中的第一个 IP 是 IPv6 的地址。

addrs.forResolve 相关源码如下：

// src/net/ipsock.go

// An addrList represents a list of network endpoint addresses.
type addrList []Addr

// isIPv4 reports whether addr contains an IPv4 address.
func isIPv4(addr Addr) bool {
    switch addr := addr.(type) {
    case *TCPAddr:
        return addr.IP.To4() != nil
    ...
    }
    return false
}

// isNotIPv4 reports whether addr does not contain an IPv4 address.
func isNotIPv4(addr Addr) bool { return !isIPv4(addr) }

// forResolve returns the most appropriate address in address for
// a call to ResolveTCPAddr, ResolveUDPAddr, or ResolveIPAddr.
// IPv4 is preferred, unless addr contains an IPv6 literal.
func (addrs addrList) forResolve(network, addr string) Addr {
    var want6 bool
    switch network {
    ...
    case "tcp", "udp":
        // IPv6 literal. (addr contains a port, so look for '[')
        want6 = count(addr, '[') > 0
    }
    if want6 {
        return addrs.first(isNotIPv4)
    }
    return addrs.first(isIPv4)
}

// first returns the first address which satisfies strategy, or if
// none do, then the first address of any kind.
func (addrs addrList) first(strategy func(Addr) bool) Addr {
    for _, addr := range addrs {
        if strategy(addr) {
            return addr
        }
    }
    return addrs[0]
}

ResolveUDPAddr

解析过程跟 ResolveTCPAddr 的一样，不过得到的是 *UDPAddr。
UDPAddr 包含的信息如下：

// src/net/udpsock.go
type UDPAddr struct {
    IP   IP
    Port int
    Zone string // IPv6 scoped addressing zone
}

源码分析

// src/net/udpsock.go
func ResolveUDPAddr(network, address string) (*UDPAddr, error) {
    // 检查 `network` 的值
    switch network {
    case "udp", "udp4", "udp6":
    case "": // a hint wildcard for Go 1.0 undocumented behavior
        network = "udp"
    default:
        return nil, UnknownNetworkError(network)
    }

    // 使用默认解析器对 `address` 进行解析
    addrs, err := DefaultResolver.internetAddrList(context.Background(), network, address)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    // 根据 `network` 和 `address` 返回一个地址
    return addrs.forResolve(network, address).(*UDPAddr), nil
}

Reference

• https://en.wikipedia.org/wiki/IPv6_address
• https://golang.google.cn/pkg/net/