Linux网络编程小知识(字节序、IP格式、函数、子网掩码、DNS域名解析代码实现)

参考：网络编程前的一些小知识–Linux笔记
作者：一只青木呀
发布时间： 2021-04-12 23:19:10
网址：https://blog.csdn.net/weixin_45309916/article/details/115560197

参考：DNS域名解析
作者：一只青木呀
发布时间： 2021-04-18 12:48:39
网址：https://blog.csdn.net/weixin_45309916/article/details/115825036

大端与小端
本地字节序（小端）
网络字节序（大端）
IP格式
- 点分十进制转换成『二进制』
- 网络字节序的二进制转『点分十进制』
- 点分十进制转网络字节序的『二进制』
常用的比较好的函数
子网掩码
- 子网掩码的组成
- 子网掩码的表示方式
- 子网掩码的运算
DNS域名解析
- 原理
- 代码实现
- 测试

大端与小端

对一个多字节的数字来说在内存中的存储是有顺序的，一般分为大端与小端：

例如：0x12345678

靠近0x的为大端，尾巴为小端。

本地字节序（小端）

在我们的内存中一般都是采用小端的方式存取，也就是小端在前大端在后：

0x78 0x56 0x34 0x12

网络字节序（大端）

但是在我们的网络传输中一般都是采用大端的方式传输，也就是大端在前小端在后的顺序：

0x12 0x34 0x56 0x78

IP格式

一般的IP格式分为点分十进制（字符串形式） 与二进制的格式（int类型）。

点分十进制转换成『二进制』

in_addr_t inet_addr(const char *cp) //转换网络主机地址（点分十进制）为网络字节序二进制值

一般在TCP的绑定中，sockaddr_in这个结构体的填充时会使用到

在处理地址为255.255.255.255时也返回-1，虽然它是一个有效地址，但inet_addr()无法处理这个地址

点分十进制（Dotted Decimal Notation）全称为点分（点式）十进制表示法，是IPv4的IP地址标识方法。IPv4中用四个字节表示一个IP地址，每个字节按照十进制表示为0 ~ 255。点分十进制就是用4个从0~255的数字，来表示一个IP地址。如192.168.1.1。

网络字节序的二进制转『点分十进制』

char *inet_ntoa(struct in_addr in)

功能是将网络地址转换成“.”点隔的 字符串格式，方便我们在网络编程的时候打印查看IP地址。

点分十进制转网络字节序的『二进制』

int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp)

功能是将一个字符串IP地址转换为一个32位的网络序列IP地址。如果这个函数成功，函数的返回值非零，如果输入地址不正确则会返回零

该函数返回值指向保存点分十进制的字符串地址的指针，该字符串的空间为静态分配的，所以在第二次调用这个函数时，意味着上一次调用并保存的结果将会被覆盖(重写)。

常用的比较好的函数

int inet_pton(int family, const char *strptr, void *addrptr)const char *inet_ntop(int family, const void *addrptr, char *strptr, size_t len)

现在一般都是采用inet_pton代替inet_addr
inet_ntop代替inet_ntoa

inet_pton源码：

int inet_pton(int family, const char *strptr, void *addrptr)
{if (family == AF_INET) {struct in_addr  in_val;if (inet_aton(strptr, &in_val)) {memcpy(addrptr, &in_val, sizeof(in_val));return (1);}}errno = EAFNOSUPPOPT;return (-1);
}

inet_ntop源码：

const char *inet_ntop(int family, const void *addrptr, char *strptr, size_t len)
{const u_char *p = (const u_char*)addrptr;if (family == AF_INET) {char temp[INET_ADDRSTRLEN];snprintf(temp, sizeof(temp), "%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]);if (strlen(temp) >= len) {errno = ENOSPC;rturn (NULL);}strcpy(strptr, temp);return (strptr);}errno = EAFNOSUPPOPT;return (NULL);
}

子网掩码

当前使用的IP地址有4个字节（32）组成，即IPV4编码方式。每个IP地址包换两部分：网络号和主机号。

IP地址是以网络号和主机号来标示网络上的主机的，我们把网络号相同的主机称之为本地网络，网络号不相同的主机称之为远程网络主机，本地网络中的主机可以直接相互通信；远程网络中的主机要相互通信必须通过本地网关（Gateway）来传递转发数据。

子网掩码的组成

子网掩码是由长度为32位二进制数组成的一个地址，子网掩码32位与IP地址32位相对应，IP地址如果某位是网络地址，则子网掩码为1，否则为0，例如：11111111.11111111.11111111.00000000（255.255.255.0）

子网掩码的表示方式

①、11111111.11111111.11111111.00000000表示255.255.255.0
②、IP/24 同样表示 11111111.11111111.11111111.00000000（斜杠后面的数字代表着1的个数）

子网掩码的运算

子网掩码与IP之间的运算采用“按位与”的方式计算

例如：网上找个例子
在这里插入图片描述
按位与，采用有0则0的原则计算，得到192.168.10.0

网络地址计算小技巧：IP地址和子网掩码做与运算，把IP地址的主机位直接归0，就快速得到网络地址。所以只要一看到IP地址和子网掩码，就能马上确认网络地址。

DNS域名解析

原理

我在在通过域名解析获取IP的过程中一般使用的是DNS域名解析。

DNS协议是一种应用层协议，他是基于UDP来实现的。
在这里插入图片描述

代码实现

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>extern int h_errno;int main(int argc, char **argv)
{char   *ptr, **pptr;char    str[INET_ADDRSTRLEN];struct hostent *hptr;  //while (--argc> 0) {ptr = *++argv;  //传入的域名if ( (hptr = gethostbyname (ptr) ) == NULL)   //完成域名解析{printf("gethostbyname error for host: %s: %s",ptr, hstrerror (h_errno) );continue;}printf ("official hostname: %s\n", hptr->h_name);for (pptr=hptr->h_aliases; *pptr!= NULL; pptr++)printf ("\talias: %s\n", *pptr);switch (hptr->h_addrtype) {case AF_INET:pptr = hptr->h_addr_list;for ( ; *pptr != NULL; pptr++)printf ("\taddress: %s\n",inet_ntop (hptr->h_addrtype, *pptr, str, sizeof (str)));  //hptr->h_addrtype我们获取的IP地址break;default:printf("unknown address type");break;}}exit(0);
}