Unix网络编程 6- 名字地址转换
inet6_aton 位运算
inet6_aton 位运算
inet6_aton 是一个用来将IPv6 地址转换为二进制表示的函数。
它的位运算方法可以帮助我们理解 IPv6 地址的结构和表示方式。
IPv6 是下一代互联网协议，它使用128位的地址空间，相对于IPv4的32位地址空间更加广阔。
IPv6地址的表示方法是用8个16进制数，每个数之间用冒号分隔。
每个16进制数可以用4个十进制数表示，而每个十进制数可以用8个二进制位表示。
inet6_aton 函数的位运算主要是将每个16进制数转换为对应的二进制表示，然后将这些二进制数连接起来，形成一个128位的二进制地址。
在进行位运算时，我们需要使用到一些位操作符，比如左移(<<)、右移(>>)、与(&)、或(|)、异或(^) 等。
这些位操作符可以帮助我们对二进制数进行移位、与、或、异或等运算。
在使用位运算时，我们需要注意一些细节。
比如，在进行左移或右移运算时，要注意是否会丢失高位或低位的数据。
另外，在进行与、或、异或运算时，要注意运算的顺序和操作数的取值范围。
通过使用inet6_aton函数的位运算，我们可以更好地理解IPv6地址的结构和表示方式。
这不仅可以帮助我们更好地理解网络协议，还可以帮助我们更好地进行网络编程和网络安全方面的工作。
inet6_aton位运算是一个重要的工具，它可以帮助我们更好地理解和处理IPv6地址。
通过深入理解其原理和应用，我们可以更好地应对网络编程和网络安全方面的挑战，为网络技术的发展做出贡献。
辽宁科技大学课程教学大纲
辽宁科技大学课程教学大纲课程名称：Linux网络编程英文名称：Linux Network programming课程编号：x学时数：64其中实验学时数：20 课外学时数：学分数：4.0适用专业：网络工程一、课程的性质和任务《Linux网络编程》是网络工程专业开设的一门专业必修课。
本课程主要讲授Linux 系统下基于TCP/IP网络套接口的基本变成方法，包括迭代服务器与并发服务器编写方法、进程与线程编程技术、名字与地址解析编程、广播与组播编程及原始套接口编程等。
目的在于通过这门课的学习，使学生进一步深化进程与线程的理解，并在此基础上实现并发服务器，掌握通信双方协议制定与实现。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点（一）网络编程入门要求熟悉TCP/IP协议、TCP/IP通信特点，掌握Linux环境下C编程的基本过程；掌握套接字类型、套接字地址类型、套接字基本函数。
重点：套接字类型、套接字地址类型、套接字基本函数。
（二）基于TCP套接字编程要求熟悉TCP通信特点，掌握TCP通信网络编程的基本流程、TCP套接字编程函数，应用TCP协议编写基本TCP套接字编程实例。
重点：TCP服务器与客户端连接。
难点：TCP服务器与客户端连接。
（三）基于UDP套接字编程要求熟悉UDP通信特点，掌握UDP通信网络编程的基本流程、UDP套接字编程函数，应用UDP协议编写基本UDP套接字编程实例。
重点：数据收发。
（四）并发服务器要求了解并发服务器常见类型，熟练掌握多进程并发服务器、多线程并发服务器设计方法，编写简单的TCP多进程、多线程并发服务器。
重点：多进程并发服务器、多线程并发服务器设计方法难点：多进程、多线程编程（五）名字与地址转换编程要求掌握名字解析与地址解析常见函数。
（六）广播与多播要求掌握广播与多播编程。
重点：多播编程。
难点：多播编程。
（七）原始套接字编程与数据链路层编程应用原始套接字处理ICMP报文，了解Libpcap函数库使用基本方法。
网络地址转换
网络地址转换(NAT)简介NAT概述NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是将IP 数据报报头中的IP 地址转换为另一个IP 地址的过程。
在实际应用中，NAT 主要用于实现私有网络访问公共网络的功能。
这种通过使用少量的公有IP 地址代表较多的私有IP 地址的方式，将有助于减缓可用IP 地址空间的枯竭。
[1]说明：私有 IP 地址是指内部网络或主机的IP 地址，公有IP 地址是指在因特网上全球唯一的IP 地址。
RFC 1918 为私有网络预留出了三个IP 地址块，如下： A 类：10.0.0.0～10.255.255.255 B 类：172.16.0.0～172.31.255.255 C 类：192.168.0.0～192.168.255.255 上述三个范围内的地址不会在因特网上被分配，因此可以不必向ISP 或注册中心申请而在公司或企业内部自由使用。
NAT技术的产生虽然NAT可以借助于某些代理服务器来实现，但考虑到运算成本和网络性能，很多时候都是在路由器上来实现的。
随着接入Internet的计算机数量的不断猛增，IP地址资源也就愈加显得捉襟见肘。
事实上，除了中国教育和科研计算机网(CERNET)外，一般用户几乎申请不到整段的C类IP地址。
在其他ISP那里，即使是拥有几百台计算机的大型局域网用户，当他们申请IP地址时，所分配的地址也不过只有几个或十几个IP地址。
显然，这样少的IP地址根本无法满足网络用户的需求，于是也就产生了NAT技术。
NAT技术的作用借助于NAT，私有(保留)地址的"内部"网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的IP地址，一个局域网只需使用少量IP 地址(甚至是1个)即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求。
NAT将自动修改IP报文的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校验则在NAT处理过程中自动完成。
QNX套接字编程
QNX套接字编程UNIX下的Socket编程参考目录：1) 什么是套接字？2) Internet 套接字的两种类型3) 网络理论4) 结构体5) 本机转换6) IP 地址和如何处理它们7) socket()函数8) bind()函数9) connect()函数10) listen()函数11) accept()函数12) send()和recv()函数13) sendto()和recvfrom()函数14) close()和shutdown()函数15) getpeername()函数16) gethostname()函数17) 域名服务（DNS）18) 客户-服务器背景知识19) 简单的服务器20) 简单的客户端21) 数据报套接字Socket22) 阻塞23) select()--多路同步I/O24) 参考资料什么是socket？你经常听到人们谈论着“socket”，或许你还不知道它的确切含义。
现在让我告诉你：它是使用标准Unix 文件描述符(file descriptor)和其它程序通讯的方式。
什么？你也许听到一些Unix高手(hacker)这样说过：“呀，Unix中的一切就是文件！”那个家伙也许正在说到一个事实：Unix 程序在执行任何形式的I/O 的时候，程序是在读或者写一个文件描述符。
一个文件描述符只是一个和打开的文件相关联的整数。
但是(注意后面的话)，这个文件可能是一个网络连接，FIFO，管道，终端，磁盘上的文件或者什么其它的东西。
Unix 中所有的东西就是文件！所以，你想和Internet上别的程序通讯的时候，你将要使用到文件描述符。
你必须理解刚才的话。
现在你脑海中或许冒出这样的念头：“那么我从哪里得到网络通讯的文件描述符呢？”，这个问题无论如何我都要回答：你利用系统调用socket()，它返回套接字描述符(socket descriptor)，然后你再通过它来进行send() 和recv()调用。
Unix几种网络地址
Unix几种网络地址Unix 几种网络地址1.IPV4 internet addressstruct in_addr {in_addr_t s_addr; /* 32-bit IPv4 address *//* network byte ordered */};2.IPV4 socket addressstruct sockaddr_in {uint8_t sin_len; /* length of structure (16) */sa_family_t sin_family; /* AF_INET */in_port_t sin_port; /* 16-bit TCP or UDP port number *//* network byte ordered */struct in_addr sin_addr; /* 32-bit IPv4 address *//* network byte ordered */char sin_zero[8]; /* unused */};3.IPV6 internet addressstruct in6_addr {uint8_t s6_addr[16]; /* 128-bit IPv6 address *//* network byte ordered */};4.IPV6 socket addressstruct sockaddr_in6 {uint8_t sin6_len; /* length of this struct (28) */sa_family_t sin6_family; /* AF_INET6 */in_port_t sin6_port; /* transport layer port# *//* network byte ordered */uint32_t sin6_flowinfo; /* flow information, undefined */ struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address *//* network byte ordered */uint32_t sin6_scope_id; /* set of interfaces for a scope */ };5.Generic socket addressstruct sockaddr {uint8_t sa_len;sa_family_t sa_family; /* address family: AF_xxx value */char sa_data[14]; /* protocol-specific address */};6.New Generic socket addressstruct sockaddr_storage {uint8_t ss_len; /* length of this struct (implementation dependent) */sa_family_t ss_family; /* address family: AF_xxx value *//* implementation-dependent elements to provide:* a) alignment sufficient to fulfill the alignment requirements of* all socket address types that the system supports.* b) enough storage to hold any type of socket address that the* system supports.*/};注意到，所有的socket address的开头两个字段是uint8_t ss_len 和sa_family_t ss_family，第一个字段指明数据结构的长度，可以用来定位地址结构，第二个指定地址类型，可以用来区别各种地址。
网络地址随意换——命令修改IP地址方法解析
网络地址随意换——命令修改IP地址方法解析在计算机网络中，IP地址是为每个连接到网络上的设备分配的唯一地址，以便在网络中进行通信。
有时候，我们可能需要修改设备的IP地址，以便满足特定的网络需求或解决网络问题。
下面将介绍几种常见的命令方法来修改IP地址。
1. 使用ifconfig命令（Linux/Unix系统）ifconfig是一个用来配置和显示系统网络接口的命令。
要修改IP地址，我们需要指定网络接口和新的IP地址。
首先，通过以下命令查看当前网络接口的详细信息：```ifconfig```确定要修改的网络接口名称，通常是以"eth"或"wlan"开头的项。
然后，通过以下命令修改IP地址：```sudo ifconfig <interface_name> <new_ip_address>```这里，<interface_name>是网络接口名称，<new_ip_address>是新的IP地址。
例如，要将eth0接口的IP地址修改为192.168.0.100，可以使用以下命令：```sudo ifconfig eth0 192.168.0.100```最后，通过以下命令检查修改结果：```ifconfig```2. 使用ip命令（Linux/Unix系统）ip命令是一个更先进和功能更丰富的网络配置工具，可以使用它来修改IP地址、子网掩码和网关等。
首先，通过以下命令查看当前网络接口的详细信息：```ip addr show```确定要修改的网络接口名称，通常是以"eth"或"wlan"开头的项。
然后，通过以下命令修改IP地址：```sudo ip addr add <new_ip_address>/<subnet_mask> dev<interface_name>```这里，<new_ip_address>是新的IP地址，<subnet_mask>是子网掩码，<interface_name>是网络接口名称。
网络字节序转换函数（64位）
网络字节序转换函数（64位）在网络编程里，网络字节序是big-endian的，而大部分的PC的系统都是X86处理器系列，X86采用的是little-endian，所以需要将网络数据流转换成本地数据流的话，需要进行字节序的转换。
标准库里提供了hlton()和nthl()两个函数来支持转换。
hston(unsigned short), hlton(unsigned long) 将本地字节序转换为网络字节序ntohl(unsigned long), ntohs(unsigned short) 将网络字节序转换为本地字节序但是对于64位的整数进行转换，标准库并没有提供相应的转换函数，本文将给出个人原创的64位字节序转换函数。
#ifndef ULONG64#define unsigned long long ULONG64#endif// host long 64 to networkULONG64 hl64ton(ULONG64 host){ULONG64 ret = 0;ULONG high,low;low = host & 0xFFFFFFFF;high = (host >> 32) & 0xFFFFFFFF;low = htonl(low);high = htonl(high);ret = low;ret <<= 32;ret |= high;return ret;}//network to host long 64ULONG64 ntohl64(ULONG64 host) {ULONG64 ret = 0;ULONG high,low;low = host & 0xFFFFFFFF;high = (host >> 32) & 0xFFFFFFFF; low = ntohl(low);high = ntohl(high);ret = low;ret <<= 32;ret |= high;return ret;}关于little endian和big endian的详细信息，网上的资料太多了，本文就不详述了。
UNIX网络编程卷1,套接字联网API(第3版)(中文版)(Stun
UNIX网络编程.卷1,套接字联网API(第3版)(中文版)(Stun UNIX网络编程.卷1,套接字联网API(第3版)(中文版)(StunUNIX网络编程.卷1,套接字联网API(第3版)(中文版)(StunUNIX网络编程.卷1,套接字联网API(第3版)(中文版)(Stevens典范著作，两位顶级网络编程专家应邀执笔订正)基础新闻原书名：unix网络编程 chm。
UnixNetworkProgramming,Volume1:TheSocketsNetworkingAPI(3rdEdition)原出版社：你看java网络编程技术。
Addison-WesleyProfessional作者：(美)W.RichardStevensBillFennerAndrewM.Rudoff丛书名：linux网络编程。
图灵计算机迷信丛书出版社：我不知道计算机网络编程技术。
百姓邮电出版社ISBN上架光阴：unix网络编程 chm。
2010-6-28出版日期：听说stun。
2010年6月开本：16开页码：听听unix网络编程 卷2。
804更多精华周详信息请审查：你知道计算机网络编程技术。
更有精彩样张抢先试读：unix网络编程 osock_cmp_addr形式简介这是一部传世之作！顶级网络编程专家BillFenner和AndrewM.Rudoff应邀执笔，事实上UNIX网络编程。
对W.RichardStevens的经典作品实行修订。
java网络编程 pdf。
书中吸纳了近几年网络技术的进展，卷1。
扩充了IPv6、SCTP协议和密钥管理套接字等外容，java网络编程技术。
深刻谈论了最新的关键轨范、实行和技术。
书中的全盘示例都是在UNIX编制上测试议定的的确的、可运转的代码，卷1。
承受了Stevens继续强调的理念：“练习网络编程的最好方法就是下载这些程序，看看java网络游戏编程。
其实unix。
对其进行改正和更正。
听说编程。
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int sockfd, n; struct sockaddr_in servaddr; struct in_addr **pptr; struct in_addr *inetaddrp [2]; struct in_addr inetaddr; struct hostent *hp; struct servent *sp; if ( (hp = gethostbyname (argv [1]) ) == NULL) { if (inet_aton (argv [1], &inetaddr) == 0) { err_quit ("hostname error for %s: %s", argv [1], hstrerror (h_errno) ); } else { inetaddrp [0] = &inetaddr; inetaddrp [1] = NULL; pptr = inetaddrp; } } else { pptr = (struct in_addr **) hp->h_addr_list; }
hostent picture
h_name h_aliases h_addrtype h_length h_addr_list Official Name alias 1 alias 2
null
IP address 1 IP address 2
null
Which Address?
成功时, gethostbyname() 返回一个创建好 的 hostent 结构指针.
Unix网络编程
第六讲 名字和地址的转换
名字到地址转换
DNS客户(resolver) 在库函数中
我们不必自己写 DNS 客户端代码!
在某些系统中 DNS resolver 库:
-lnsl (nsl is "Name Server Library")
Suns (Solaris) need this!
Posix 名字/地址转换
gethostbyname 和 gethostbyaddr – 协
议相关的函数.
非 socket 库的一部分.
Posix 有协议无关函数:
getaddrinfo() getnameinfo()
getaddrinfo, getnameinfo
这些是 socket 库的一部分. 将来的网络程序代码应当是支持多协议 的 (IPV4, IPV6). 重入函数(re-entrant) - gethostbyname 不可重入!
采用内存拷贝 memcpy
可以直接拷贝 4 字节 (IPv4) : h = gethostbyname(""); memcpy(&sockaddr.sin_addr, h->h_addr_list[0], sizeof(struct in_addr));
网络字节序
所有 struct hostent 中返回的 IP 地址 都 是网络字节序!
smtp 25/tcp domain 53/tcp http 80/tcp pop3 110/tcp netbios-ns 137/tcp netbios-dgm 138/tcp netbios-ssn 139/tcp imap 143/tcp
5 7 8 9 10 11 12 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
采用一个数组指向(多个)IP 地址 通常使用第一个:
#define h_addr h_addr_list[0]
gethostbyname and errors
错误时, gethostbyname 返回 null. gethostbyname设置全局变量 h_errno 来 指示具体错误:
HOST_NOT_FOUND TRY_AGAIN NO_RECOVERY NO_DATA NO_ADDRESS
All defined in netdb.h
地址list: char **h_addr_list;
h = gethostbyname(""); sa.sin_addr.s_addr = *(h->h_addr_list[0]);
? 能够工作吗?
h_addr_list[0] 是一个字符串( char* )!
freeaddrinfo ()
所有的 getaddrinfo 得到的指针都是动态 申请空间的 (e.g., malloc)
addrinfo 结构 ai_addr 结构 ai_canonname 字符串
空间释放 freeaddrinfo().
�
struct hostent
struct hostent { official name (canonical) char *h_name; char **h_aliases; other names AF_INET or AF_INET6 int h_addrtype; address length (4 or 16) int h_length; char **h_addr_list; array of ptrs to addresses };
gethostbyaddr
struct hostent* gethostbyaddr( const char *addr, size_t len, int family);
其它类似函数
uname : 取得本机名字 getservbyname : 取得一个有名服务的 端口号 名字 服务 getservbyaddr : 通过端口号取得一个 服务名字 端口 服务
应用, resolver和名字服务器关系
DNS library functions
gethostbyname gethostbyaddr gethostbyname2
gethostbyname
#include <netdb.h> struct hostent* gethostbyname( const char *hostname);
多线程编程中非常重要.
getaddrinfo()
int getaddrinfo( const char *hostname, const char *service, const struct addrinfo* hints, struct addrinfo **result); getaddrinfo() 替代了 gethostbyname() 和 getservbyname()
27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 40 41 42 43 48 }
if ( (sp = getservbyname (argv [2], "tcp") ) == NULL) err_quit ("getservbyname error for %s", argv [2] ); for ( ; *pptr != NULL; pptr++) { sockfd = Socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0) ; bzero (&servaddr, sizeof (servaddr) ) ; servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = sp->s_port; memcpy (&servaddr.sin_addr, *pptr, sizeof (struct in_addr) ) ; printf ("trying %s\n",Sock_ntop((SA*)&servaddr,sizeof(servaddr) ) ) ; if (connect (sockfd, (SA *) &servaddr, sizeof (servaddr) ) == 0) …… ; } if (*pptr == NULL) err_quit ("unable to connect"); ……;
一些常见的TCP服务
ftp-data ftp ssh telnet 20/tcp 21/tcp 22/tcp 23/tcp # SSH Remote Login Protocol mail # name-domain server www www-http pop-3 # POP version 3 # NETBIOS Name Service # NETBIOS Datagram Service # NETBIOS session service imap2
(IPPROTO_TCP, etc.)
getaddrinfo() 结果
result 返回一个指针指向 addrinfo 链表 的头部. 有可能得到多个结果: 因为一个 hostname 可能有多个地址
addrinfo 用法
ai_flags ai_family ai_socktype ai_protocol ai_addrlen ai_canonname ai_addr ai_next
getaddrinfo() 参数
hostname 主机名字或者地址字符串 (IP的 "A.B.C.D" 形式). service 服务名字或者十进制的端口号字符串.
struct addrinfo
struct addrinfo { int ai_flags; int ai_family; int ai_socktype; int ai_protocol; size_t ai_addrlen; char *canonname; struct sockaddr *ai_addr; struct addrinfo *ai_next;
用于 socket() 用于 bind(), connect() 或者 sendto()
ai_flags ai_family ai_socktype ai_protocol ai_addrlen ai_canonname ai_addr ai_next