Linux 地址转换函数

      IP 地址是由小数点分开的十进制数表示的,我们称之为点分十进制表示法。

Internet 地址分类

     一个 Internet 地址是由 网络地址 和 主机地址 构成的。

     IP 地址占 32 位,但是 网络地址 和 主机地址 之间的界限并不是固定的,而界限的确定取决于地址的分类,下表总结了 IP 地址分类的方法:

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理解网络掩码:

     网络掩码的作用在于把网络地址从 IP 地址从提取出来,实际上代表网络掩码的 IP 号和某一特定的 IP 地址进行“按位与”操作。

     如果我们需要建立自己的 IP 网络,那么就必须确定网络掩码,如下图:

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      软件有时候需要提供将 IP 地址进行分类的能力,下面的例子就展示了这个操作:

---------UNDONE(此处代码待添加)

分配 IP 地址

     IP 地址是通过 InterNIC 分配给不同的组织和个人的。但是并非所有的 IP 地址都可以用来分配,其中也有一些私有的,或者说是预留出来的。

私有 IP

      一般 IP 地址都需要在 InterNIC 进行登记,但是如果你的系统没有直接连接到 Internet,那么久不需要全球唯一的地址,这个时候就可以使用私有 IP 地址来替代。

      RFC1597 就是描述怎么分配私有 IP 地址的文档。

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      最后到底选择哪一种 IP 地址在很大的程度上取决于所需要建立的网络数量,分离的网段以及每个网段上主机的数目。

保留 IP 地址

   保留 IP 地址的数量很多,在 RFC1166 文档中有记录。下面就是一个保留 IP 地址的实例:

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操作 IP 地址

    inet_addr()函数的语法如下:

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#include <sys/socket.h>
#include <neiinet/in.h>
 
#include <arpa/inet.h>
 
unsignedlong inet_addr(const char * string);

        这个函数使用 string 作为输入参数,并将这个点分十进制的 IP 地址转换为 32 位的二进制表示法,函数的返回值就是这个 32 位的二进制的网络字节序。当然如果 string 不是一个有效的点分十进制 IP 地址,函数返回 INADDR_NONE。另外需要注意的是,当 inet_addr 函数返回 INADDR_NONE 的时候,它并没有建立一个有效的 errno 值,所以当函数返回错误的时候,不要去测试 errno 的值。

       注意:

      在新程序中避免使用 inet_addr 函数,而应该使用 inet_aton 函数作为代替。因为对于 inet_addr 函数来说,即使输入的参数是有效的 IP 地址:255.255.255.255,他的返回值仍然是 INADDR_NONE。

下面我们来说说 inet_aton 函数:

     inet_aton() 函数是将字符串形式的 IP 地址转换为网络字节序的 32 位 IP 地址的改进形式。语法如下:

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#include <sys/socket.h>
#include <neiinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
int inet_aton(const char* string, struct in_addr*addr);

参数 string 表示点分十进制 IP 地址的 ASCII 表示。输出参数 addr 是一个被新的 IP 地址跟新的结构。函数调用成功返回非 0 值。失败返回 0。当然它也没有建立一个有效的 errno 值。

下面我们来看看inet_ntoa() 函数

        有时候当用户连接到你的服务器的时候,需要知道他的 IP 地址,系统提供了 inet_ntoa 函数将 32 位的二进制 IP 地址表示转换为点分十进制的字符串形式:

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#include <sys/socket.h>
#include <neiinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
char* inet_ntoa(struct in_addr addr);

       需要注意的是inet_ntoa 函数的返回值直到下次调用前一直有效。所以如果在线程中使用 inet_ntoa 的时候,一定要确保每次只有一个线程调用本函数。否则一个线程的返回的结构可能被其他线程返回的结果所覆盖。

接下来我们来看看inet_network() 函数。

        当我们需要用网络掩码将 IP 地址中的网络位或者主机位提取出来的时候,如果能将点分十进制的 IP 地址转换为主机字节序的 32 位二进制 IP 地址形式就方便了,而 inet_network 函数的作用就是如此、语法如下:

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#include <sys/socket.h>
#include <neiinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
unsignedlong inet_network(const char* addr);

      函数的输入参数是存储在字符串 addr 中的点分十进制 IP 地址,返回值是主机字节序的 32 位二进制地址,但是如果输入参数不正确,返回值是 0xFFFFFFFF.

      以主机字节序的形式返回结果可以保证用户安全的使用网络掩码,因为如果返回值是网络字节序的话,那么不同的 CPU 平台所使用的网络掩码和程序代码就会有差异。

我们来看看inet_lnaof() 函数。

      函数 inet_lnaof 函数是将套接口地址中的 IP 地址(网络字节序)转换为没有网络位的主机 ID(主机字节序),这个函数为我们省去了很多的麻烦,因为我们不需要对 IP 地址进行分类,再将主机位从 IP 地址中提取出来。函数语法如下:

      简言之,IP 地址由 网络地址 和 主机地址 组成,该函数可以去掉 IP 地址中的网络地址,只保留主机地址。

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#include <sys/socket.h>
#include <neiinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
unsignedlong inet_lnaof(struct in_addr addr);

下面的表提供了一些可以作为inet_lnaof函数输入的典型例子和返回值:

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我们再来看看inet_netof() 函数

      inet_lnaof 函数返回的是主机 ID,而 inet_netof 函数返回的是网络 ID,函数语法如下:

     去掉 IP 地址中的主机地址,只保留网络地址,所以函数名为 net of,反倒是 lna of 不好记忆

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#include <sys/socket.h>
#include <neiinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
unsignedlong inet_netof(struct in_addr addr);

下表展示了一些例子:

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      然后我们再来看看inet_makeaddr() 函数吧。根据之前的内容我们知道使用 inet_netof 函数和 inet_lnaof 函数,我们就可以把 IP 地址中的主机为和网络位分别提取出来,有时候我们还需要根据提取出来的主机位和网络为合并为一个新的 IP 地址。这个时候我们就可以使用 inet_makeaddr 函数。

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#include <sys/socket.h>
#include <neiinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
struct in_addr inet_makeaddr(int net , int host);



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