UNIX网络编程笔记（7）—名字与地址转换

Bertha 。 2022-09-22 01:14 161阅读 0赞

# UNIX网络编程笔记（7）—名字与地址转换 #

这一章就明显没有前面的TCP和UDP重要了，看得也比较糙，试了几个函数，了解了一些DNS服务器的工作原理，比如递归啊，迭代啊，ISP DNS等等。。。

## **（一）概述** ##

一般情况下，我们以数值地址表示主机，如127.0.0.1本地回路或206.6.226.33书中的例子，用数值端口号来标识服务器，例如用端口13来标识标准的daytime服务器，本章讲述地名字和数值地址之间的转换，相关的函数有：`gethostbyname`、`gethostbyaddr`在主机名字与IPv4地址之间的转换等等。

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## **（二）域名系统** ##

域名系统，也就是我们说的DNS，全名叫Domain Name System，可以用于主机名字和IP地址之间的映射。www.baidu.com这样的名字被称作全限定域名（FQDN），我们也可以使用简单的名字，例如localhost等等。

这里有一个小插曲，关于Ubuntu的域名解析系统，这里直接参考[Ubuntu nameserver 127.0.1.1][]

### **2.1 DNS替代法** ###

不使用DNS也可以直接获取名字和地址信息，常用的替代方法有：

> 1.静态主机文件 /etc/hosts 文件  
> 2.NIS（Network Information System）网络信息系统。  
> 3.轻权目录访问协议（Lightweight Directory Access Protocol，LDAP）

关于hosts再简单聊一聊关于“墙”的东西，这也是以前了解的一些东西。以前的“墙”做的比较简单，大概是这样的：  
GFW会对所有经过骨干出口路由的在UDP53端口（也就是DNS开放端口）的域名进行检测，一旦发现黑名单里的域名，它就会伪装成目标域名的解析服务器给查询者返回虚假结果。由于 UDP是一种无连接不可靠的协议，查询者只能接受最先返回的结果。

以前“墙”还不那么高的时候，可以通过静态主机文件也就是hosts文件编辑主机名/域名 和对应IP这样就绕过了DNS服务器这一层了，不过GFW也是在不断发展的，这个办法已经行不通了，因为http协议是明文的，GFW还会对明文中的关键字过滤掉，而https是加密的，所以https+hosts的办法就可以翻墙了，不过因为GFW的其他一些手段，这个办法仅限教育网IPv6～ LOL

ps：hosts的请求级别比DNS服务器高，所以会优先查host

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## **（三）gethostbyname函数和gethostbyaddr** ##

简单的区别是前者通过主机名得到IP，而后者通过二进制IP得到主机名。

#include <netdb.h>
    struct hostent * gethostbyname(const char *hostname);
    //如果出错则返回NULL指针

如果调用成功就会返回一个hostent指针，所指向的结构包含查找主机的所有IPv4地址，局限时只能返回IPv4地址。  
hostent结构如下：

struct hostent{
        char * h_name;//正式主机名
        char **h_aliases;//别名
        int h_addrtypes;//AF_INET
        int h_length;//4
        char **h_addr_list;//IP
    }

h\_length的大小是4，这里的4是指4个字节，对于一个点分十进制IPv4地址，比如说：“192.169.1.1”这样一个字符串，在IPv4中以4个整数（二进制来表示），一个字节8位可以表示的范围是0~255，所以只需要4个字节就可以表示了。而对于一个字符串形式的点分十进制ipv4地址，则至少需要16个字节（参考形式xxx.xxx.xxx.xxx还要加一个字节的结束符）。

通过一个图可以了解hostent的结构：

![这里写图片描述][20160624215907438]

### **gethostbyname的测试代码** ###

参照UNP中的代码，把包裹函数拆开。

//testgethostbyname.c
    
    #include <stdio.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/time.h>
    #include <stdio.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <netdb.h>
    #include <signal.h>
    #include <arpa/inet.h>
    int main(int argc, char **argv)
    {
        char * ptr;
        char ** pptr;
        struct hostent *hptr;
        //#define INET_ADDRSTRLEN 16 //xxx.xxx.xxx.xxx
        char str[INET_ADDRSTRLEN];
        while(--argc > 0)
        {
            ++argv;
            ptr=*argv;
            if((hptr=gethostbyname(ptr))==NULL)
            {
                printf("gethostbyname error,NULL ptr returned\r\n");
                return -1;
            }
            printf("official hostname: %s\r\n",hptr->h_name);
            printf("h_length = %d\r\n",hptr->h_length);
    
            for(pptr=hptr->h_aliases;*pptr != NULL;pptr ++)
            {
                printf("alias: %s\r\n",*pptr);
            }
    
            if(AF_INET==hptr->h_addrtype)
            {
                pptr=hptr->h_addr_list;
                for(;*pptr!=NULL;pptr++)
                {
                    const char * cpstr=inet_ntop(AF_INET,*pptr,str,sizeof(str));
                    if(NULL == cpstr)
                    {
                        printf("inet_ntop error NULL returned \r\n");
                        return -1;
                    }
                    printf("address: %s\r\n",cpstr);
                }
            }
            else
            {
                printf("unknown address type\r\n");
                return -1;
            }
        }//end while
        return 0;
    }

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## **（四）getservbyname和getservbyport函数** ##

这两个函数就跟端口号相关了，从TCP和UDP编程的例子我们可以知道，服务器通过bind特定的端口号来提供服务，这其中也有众所周知的服务和其对应的端口号，通过查看`/etc/service`文件。  
这种函数从名字就能知道其含义了。以`getservbyname`为例

#include<netdb.h>
    struct servent * getservbyname(const char *servname,const char *protoname);

第一个参数是服务的名字，例如“daytime”，“ftp”，这些都是可以在/etc/service文件中找到的，第二个参数是具体协议，可以是TCP，可以是UDP，也可以是NULL，如果某个服务仅仅支持单个协议例如FTP只支持TCP，那使用NULL就会默认为TCP。

### **getservbyname 和 gethostbyname结合使用** ###

书中给出的示例客户端，该客户端有如下功能：我们只需要给出主机名服务名就可以获取服务器提供的服务，如果服务器正在运行的话，当然为了简单起见，这里以`daytime 13/tcp` 为例，在客户端程序只有简单的read，所以我们完全可以把自己之前写的TCP回射服务器程序添加到/etc/services里卖去，例如：

zxecho      1024/tcp

我们可以做如下调用：

./newdaytimetcpcli localhost zxecho
    或者
    ./newdaytimetcpcli localhost daytime

前提是，绑定1024端口的服务器或者绑定daytime服务端口的服务器运行，并向已连接套接字发送一些数据。

### **4.1 代码** ###

//newdaytimetcpcli.c
    
    #include <stdio.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/time.h>
    #include <stdio.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <netdb.h>
    #include <signal.h>
    #include <arpa/inet.h>
    
    #define MAXLINE 1024
    
    int main(int argc,char **argv)
    {
        int sockfd;
        int n;
        struct sockaddr_in servaddr;
    
        struct hostent *hp;
        struct servent *sp;
        char **pptr;
        char recvline[MAXLINE];
    
    
        if(argc != 3)
        {
            printf("usage:daytimetcpcli1 <hostname> <service>\r\n");
            return -1;
        }
        hp=gethostbyname(argv[1]);
        if(NULL==hp)
        {
            printf("gethostbyname error! NULL returned\r\n");
            return -1;
        }
        else
        {
            pptr=hp->h_addr_list;
        }
    
        sp=getservbyname(argv[2],"tcp");
        if(NULL==sp)
        {
            printf("gerservbyname error! NULL returned\r\n");
            return -1;
        }
        for(;*pptr!=NULL;pptr++)
        {
            if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
            {
                printf("socket error \r\n");
                return -1;
            }
            memset(&servaddr,0x00,sizeof(servaddr));
            servaddr.sin_family=AF_INET;
            servaddr.sin_port=sp->s_port;//network byte order
            memcpy(&servaddr.sin_addr,(struct in_addr *)*pptr,sizeof(struct in_addr));
    
            if(connect(sockfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))==0)
            {
                printf("connect success\r\n");
                break;//connect success
            }
            else
            {
                printf("connect error\r\n");
                close(sockfd);
            }
        }
        if(NULL==*pptr)
        {
            printf("unable to connect\r\n");
            return -1;
        }
        while((n=read(sockfd,recvline,MAXLINE))>0)
        {
            recvline[n]='\0';
            fputs(recvline,stdout);
        }
        return 0;
    }

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## **（五）总结** ##

这一章蛮僵的，以至于后面几个函数看看就算了，懒得测试了。  
本章的主要收获到不在于那几个函数，如何调用又花式的获取主机名，ip地址等等，感觉了解就好。  
不过因为牵涉到DNS，顺带看了看相关内容，什么DNS劫持啊，GFW，之类。

[Ubuntu nameserver 127.0.1.1]: http://blog.csdn.net/zhangxiao93/article/details/51736790
[20160624215907438]: /images/20220721/29ab19820d6b4f3bab9950b47957aafb.png