网络编程学习笔记一： 获取远端域名IP地址

前言

以下是博主对网络编程实践的一些理解与体会，个人理解比较多，如有出错欢迎不吝赐教。

获取给定域名的远端IP地址

实验环境

visual studio 2022

整体格式

1. 导入头文件，装载DLL库
2. 对windows Sockets dll进行初始化
3. 获取输入的域名
4. 对域名进行解析
5. 输出解析结果

源代码展示

废话不多说先直接上代码，代码分析在后头

#include 
#include 
#include 
#include 
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")//引入静态链接库，装载DDL
#pragma warning(disable: 4996) //禁用第4996号错误，很关键
using namespace std;
int main()
{
	// 声明和初始化变量
	WSADATA wsaData;
	int iResult;
	DWORD dwError;
	int i = 0;
	struct hostent* remotehostname;
	char hostname[50]; //用于存储输入的域名
	struct in_addr addr;

	// 初始化 Winsock
	//MAKEWORD(2, 2)表示网络库版本为2.2，环境的网络库信息存在wsaData结构体中。
	//如果函数调用成功，则返回0
	iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

	//判断初始化是否成功
	if (iResult != 0)
	{
		cout<<"WSAStartup failed: "<<iResult<<endl;
		return 1;
	}
	
	cout << "请输入想要查询的域名：";
	//输入想要解析的主机名称，用scanf_s也可以
	gets_s(hostname);
	//scanf_s("%s", hostname, 50);

	cout<<"\n输入的域名为："<<hostname<<endl;

	//提高了程序的可移植性，在不同的主机上可以动态的获取主机的ip，不用手动修改程序
	remotehostname = gethostbyname(hostname);

	// 对返回结果进行判断
	if (remotehostname == NULL)//如果获取失败
	{
		dwError = WSAGetLastError();//获取上次错误操作的错误号
		if (dwError != 0)
		{
			if (dwError == WSAHOST_NOT_FOUND) //WSAHOST_NOT_FOUND=11001L 指示关键字没有找到
			{
				cout<<"Host not found"<<endl;
				return 1;

			}
			else if (dwError == WSANO_DATA)  //WSANO_DATA=11004L  指示关键字没有找到
			{
				cout<<"No data record found"<<endl;
				return 1;

			}
			else
			{
				cout<<"Function failed with error: %ld"<<dwError<<endl;
				return 1;

			}
		}
	}
	else
	{
		// 输出地址类型和地址长度
		cout<<"Official name: "<<remotehostname->h_name<<endl;

		//输出可选的ip地址
		i = 0;
		while (remotehostname->h_aliases[i])
			cout << "Alternate name " << i + 1 << ": " << remotehostname->h_aliases[i++] << endl;


		printf("Address type: ");
		switch (remotehostname->h_addrtype)//判断远端ip的地址类型
		{
			case AF_INET:  //如果是ipv4类型的
				cout << "ipv4(AF_INET)" << endl;
				break;
			case AF_NETBIOS:  
				cout << "AF_NETBIOS" << endl;
				break;
			default:
				cout << remotehostname->h_addrtype << endl;
				break;
		}

		cout << "Address length: "<<remotehostname->h_length<<endl;
		
		i = 0;
		// 如果返回的是 IPv4 的地址，则输出
		if (remotehostname->h_addrtype == AF_INET)
		{
			while (remotehostname->h_addr_list[i])
			{
				//两种输出点分十进制ip地址的方式
				addr.s_addr = *(u_long*)remotehostname->h_addr_list[i++];
				cout << "IP Address " << i << ": " << inet_ntoa(addr)<<endl;

				//BYTE* cp = (BYTE*)&*(u_long*)remotehostname->h_addr_list[i++];
				//printf("IP Address: %u.%u.%u.%u\n", cp[0], cp[1], cp[2], cp[3]);

			}
		}
		else if (remotehostname->h_addrtype == AF_NETBIOS)
		{
			cout << "NETBIOS address was returned" << endl;
		}
	}
	iResult = WSACleanup();//终止Windows Sockets DLL 的使用，释放资源
	if (iResult != 0)
	{
		cout << "WSACleanup failed: " << iResult << endl;
		return -1;
	}
	return 0;
}

运行结果展示

代码调试存在的问题

1. 编译器不支持老旧的函数
   
   解决方法（二选一，也可以同时食用）：
   （1） 在代码中添加#pragma warning(disable: 4996)禁用第4996号错误。
   （2） 打开工程属性（项目->属性）
   

将SDL检查设置为否（C/C++ ->常规 -> SDL检查->否->应用）

SDL检查在VS中默认是打开状态，用于强制编译器警告。

2. 域名输入默认为空
   本文代码中使用的是用户自定义输入域名，也可以使用系统默认参数设置域名，具体实现方法如下：

hostname = argv[1];
remotehostname = gethostbyname(hostname);

如果使用这种这种方式获取域名，会发现运行后无域名输入，直接退出了程序。
因为编译器默认argv[1]输入的值为空值（NULL），因此判定为没有域名输入，退出函数。
解决方法：
在命令参数中设置想要输入的域名（属性->调试->设置命令参数->确定）

对部分数据结构的解释

1. 对WSAStartup()函数的理解

（1） 函数原型为：int WSAAPI WSAStartup(WORD wVersionRequested,LPWSADATA lpWSAData);
（2） 该函数是一切的开始，任何网络编程项目首先需要做的事情就是调用该函数对Winsock进行初始化。

2. 对gethostbyname()函数的理解

（1） 函数原型：struct hostent *gethostbyname(const char *hostname);
（2） 函数参数：给定的远端域名。注意域名形式是const char类型，不是字符串string类型，如果类型不对需要进行转换。
（3） 函数返回值：一个hostent类型结构体，用于存放关于域名解析的各种信息。
（4） 该函数是最常用的函数之一，搭配gethostname()函数使用可以提高程序的可移植性。

3. 对hostent结构体的理解

结构体内容

struct hostent
{
	char *h name; 
	char **h aliases; 
	int h addrtype; 
	int h length; 
	char **h addr list; 
}；

（1） *h_name：用于存放正式主机名，一维字符串数组，输出时直接输出即可。
（2） **h_aliases：用于存放远端域名的别名，由于一个域名的别名可能有很多，因此用二维字符串数组来存放。输出的时候按行扫描即可。
（3） h_addrtype：用于存放主机IP地址类型，ipv4，ipv6等。
（4） h_length：用于存放地址字节长度，对于IPV4是四字节(32位)
（5） **h_addr_list：用于存放主机域名对应的IP地址，由于域名可能有多个，因此对应的IP地址也可能有多个，用二维字符串数组存放。

4. 对IP地址输出的理解

存储在**h_addr_list中的IP地址是不能直接输出的，需要转换为我们所熟知的点分十进制表示方式才可以进行输出。
转换方法一般有两种：（注：以下代码粘贴到上述源代码中即可运行）
（1） 使用系统提供的in_addr结构体

addr.s_addr = *(u_long*)remotehostname->h_addr_list[i++];
cout << "IP Address " << i << ": " << inet_ntoa(addr)<<endl;

首先将字符显式强转为u_long类型，存储到结构体的s_addr变量中，然后调用inet_ntoa()函数将结构体进行转换，输出转换后的点分十进制IP地址。
（2） 使用BYTE类型进行强转

BYTE* cp = (BYTE*)&*(u_long*)remotehostname->h_addr_list[i++];
printf("IP Address: %u.%u.%u.%u\n", cp[0], cp[1], cp[2], cp[3]);

首先任然是将字符显式强转为u_long类型，不过之后再次对其进行强转，转换为BYTE*类型，最后按位置输出字符串中的数值。

总结

1. 在一切开始之前一定要调用WSAStartup()函数，用于初始化，不然你会很痛苦。
2. WSAStartup()和WSACleanup()函数配套使用，做事要有始有终。
3. 遇到错误要有耐心，使用断点调试分析出错原因，细心分析。