为什么在设置IPv4时，getaddrinfo()首先返回AI_PASSIVE而不是IPv6？

Question

根据https://www.amazon.com/Unix-Network-Programming-Sockets-Networking/dp/0131411551

POSIX规范中的这条语句还意味着，如果指定AI_PASSIVE标志时没有主机名，那么IPv6通配符地址(IN6ADDR_ANY_INIT或0:0)应该作为sockaddr_in6结构返回，以及IPv4通配符地址(INADDR_ANY或0.0.0.0)，后者作为sockaddr_in结构返回。首先返回IPv6通配符地址也是有意义的，因为我们将在第12.2节中看到，IPv6服务器套接字可以在双堆栈主机上同时处理IPv6和IPv4客户端。

但是，如果我尝试设置AI_PASSIVE标志(当然还有null主机名)，就像被动服务器的情况一样，那么我将得到第一个IPv4，而不是像书中所建议的IPv6：

#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

#define HOSTLEN 128
#define PORTLEN 16

int main()
{
    int retcode;
    struct addrinfo hints, *res;
    char output[HOSTLEN], portbuf[PORTLEN];

    memset(&hints, 0, sizeof(hints));
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE;
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;
    //exmaple of socktype to be SOCK_STREAM
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;

    //example port "ftp"
    if ((retcode = getaddrinfo(NULL, "ftp", &hints, &res)) != 0)
    {
        printf("getaddrinfo error: %s\n", gai_strerror(retcode));
    }

    do
    {
        switch (res->ai_family)
        {
        case AF_INET:;
            struct sockaddr_in *sin = (struct sockaddr_in *)res->ai_addr;
            inet_ntop(res->ai_family, &sin->sin_addr, output, HOSTLEN);
            snprintf(portbuf, PORTLEN, ":%d", ntohs(sin->sin_port));
            strcat(output, portbuf);
            break;

        case AF_INET6:;
            struct sockaddr_in6 *sin6 = (struct sockaddr_in6 *)res->ai_addr;
            output[0] = '[';
            inet_ntop(res->ai_family, &sin6->sin6_addr, output + 1, HOSTLEN - 1);
            snprintf(portbuf, PORTLEN, "]:%d", ntohs(sin6->sin6_port));
            strcat(output, portbuf);
            break;
        }

        printf("address returned from getaddrinfo: %s\n", output);
    } while ((res = res->ai_next) != NULL);
}

输出

address returned from getaddrinfo: 0.0.0.0:21
address returned from getaddrinfo: [::]:21

因此，我可以看到，getaddrinfo()的第一个地址是sockaddr_in(ipv4)，而不是sockaddr_in6(ipv6)。那么，这本书是不正确的，还是仅仅因为一些配置？

我问的原因是，当试图连接客户端时，它会导致问题，它指定服务器的IPv6地址(服务器的地址是从getaddrinfo()返回的，设置为AI_PASSIVE)，如果0:0，则返回0.0.0.0，因此客户端永远不会连接。那么，在设置AI_PASSIVE时，如何使getaddrinfo返回0::0而不是0.0.0.0？

Answer 1

getaddrinfo与AI_PASSIVE的预期使用模型是绑定它返回的所有地址以侦听，而不是仅仅绑定第一个地址。

至于为什么某个特定的实现首先返回v4结果，我不确定。一个合理的动机是接受v4连接的“任意”地址的v4套接字的默认行为(通过v4mapped地址)。如果首先绑定v6，则有可能在第一个绑定和第二个绑定之间获得这样的v4mapped客户端。如果首先绑定v4，则确保所有v4连接都来自v4套接字。如果已经绑定了v4，那么绑定v6甚至可能会失败。