Golang中为什么net.IPv4()返回的是16字节数组？

Golang中为什么net.IPv4()返回的是16字节数组？ 最近在工作中遇到一个有趣的bug，是由于对IPv4地址表示方式的混淆导致的。

在代码中我们尝试从UDPAddr获取IP地址：

var addr net.UDPAddr = ...

addr.IP

但是这个IP值，当它包含IPv4地址时，会被截断为4字节。

然而，如果你获取一个IPv4字符串并对其调用net.ParseIP，它会返回一个16字节的数组。

这给我们带来了问题，当我们序列化使用net.ParseIP解析的某些IP的字节数组，并将其与来自UDPAddr对象的IP的序列化版本进行比较时。

类似于这样：

parsedIP := net.ParseIP("1.1.1.1")
udpIP := udpAddr.IP

if string(parsedIP) == string(udpIP) {
  ...
}

由于我们通过对IP对象调用string()来序列化字节数组，它们显然不会相等，因为数组的大小不同。

正确的比较方法是在每个IP上调用.String()。

为什么默认将IPv4表示为16字节数组，而不是将数组截断为4字节？ 将其截断为4字节不是更合理的默认行为吗？


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3 回复

至于其背后的原因，可能只是为了节省字节。

我同意，这说得通。

但我在想，让 net.ParseIP 总是截断 IPv4 地址会不会更好。

我不确定它不这样做的原因是什么。 默认用 16 字节表示 V4 地址似乎有点浪费。

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有趣的问题，我之前在查看IPv4文档时发现：https://godoc.org/golang.org/x/net/ipv4 其中展示了将IPv4地址分配给UDPAddr时的写法：

net.UDPAddr{IP: net.IPv4(232, 7, 8, 9)}

虽然不确定这是否对你有帮助，但希望它能提供一些思路。至于这种设计背后的原因，可能主要是为了节省字节空间。

在Go语言中，net.IP类型被设计为统一处理IPv4和IPv6地址，这是其返回16字节数组的根本原因。IPv6地址长度为16字节，而IPv4地址通过IPv4映射的IPv6格式（如::ffff:192.0.2.1）存储在16字节数组中，以确保类型一致性。这避免了在代码中频繁检查地址类型，简化了网络编程。

当从net.UDPAddr获取IP时，如果地址是IPv4，它可能被存储为4字节切片，但net.ParseIP始终返回16字节格式，以支持IPv6兼容性。直接比较序列化字节数组会失败，因为长度不同。正确的方法是使用IP.Equal()方法进行值比较，或调用.String()进行字符串比较。

示例代码：

package main

import (
	"fmt"
	"net"
)

func main() {
	// 解析IPv4地址，返回16字节IP
	parsedIP := net.ParseIP("1.1.1.1")
	fmt.Printf("Parsed IP length: %d\n", len(parsedIP)) // 输出: 16

	// 模拟UDPAddr中的IPv4地址（可能为4字节）
	udpAddr := &net.UDPAddr{IP: net.IPv4(1, 1, 1, 1)}
	fmt.Printf("UDPAddr IP length: %d\n", len(udpAddr.IP)) // 输出可能为4或16，取决于系统

	// 错误比较：直接序列化字节数组
	if string(parsedIP) == string(udpAddr.IP) {
		fmt.Println("Byte arrays match")
	} else {
		fmt.Println("Byte arrays do not match") // 通常输出此结果
	}

	// 正确比较：使用IP.Equal()
	if parsedIP.Equal(udpAddr.IP) {
		fmt.Println("IPs are equal") // 输出此结果
	}

	// 或使用字符串比较
	if parsedIP.String() == udpAddr.IP.String() {
		fmt.Println("IP strings are equal") // 输出此结果
	}
}

这种设计确保了IPv4和IPv6地址在单一类型下无缝处理，尽管在特定场景下需要开发者注意比较方法。截断为4字节会破坏这种统一性，增加处理IPv6时的复杂性。

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