TCP编程之网卡信息获取和域名解析

1.TCP/IP简介

TCP/IP协议源于1969年，是针对Internet开发的一种体系结构和协议标准，目的在于解决异种计算机网络的通信问题。使得网络在互联时能为用户提供一种通用、一致的通信服务。是Internet采用的协议标准。

 TCP/IP是一组通信协议的代名词，是由一系列协议组成的协议簇。它本身指两个协议集：

  TCP（传输控制协议）。

  IP（互联网络协议）。

 TCP/IP协议的基本传输单位是数据包（Datagram）。

 TCP/IP传输协议，即传输控制/网络协议，也叫作网络通讯协议。它是在网络的使用中的最基本的通信协议。TCP/IP传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。并且，TCP/IP传输协议是保证网络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。TCP/IP传输协议是严格来说是一个四层的体系结构，应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中。

2.获取本地网卡信息

ifconfig命令查询网卡信息。

2.1 通过ioctl函数获取网卡信息

  ioctl(input/output control)是一个专用于设备输入输出操作的系统调用,该调用传入一个跟设备有关的请求码，系统调用的功能完全取决于请求码。

•  ioctl函数原型：

#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fd, unsigned long request, ...);
形参：fd --文件描述符
      request --请求命令
      第三个参数为可变参数，该参数填写取决于request 命令；
返回值：一般成功返回0

网络相关的请求划分为6 类：

• 套接口操作
• 文件操作
• 接口操作
• ARP 高速缓存操作
• 路由表操作
• 流系统

下表列出了网络相关ioctl 请求的request 参数以及arg 地址必须指向的数据类型：

 获取网卡信息示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

int main()
{
    int i=0;
    int sockfd;
    /*创建网络套接字*/
    if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0))<0)
    {
        printf("socket error\n");
        return -1;
    } 
    struct ifreq ifcu_req[4];//网卡信息结构体
    struct ifconf ifc=
    {
        .ifc_len=sizeof(ifcu_req),//缓冲区大小
        .ifc_req=ifcu_req,
    };
    struct ifreq b_addr;
    int ret=ioctl(sockfd,SIOCGIFCONF, &ifc);//获取网络接口信息
    struct    sockaddr boardaddr;
    struct sockaddr_in addr;
    printf("ret=%d\n",ret);
    char mac[6];
    int j=0;
    int count=ifc.ifc_len/sizeof(struct ifreq);//计算获取到的网卡信息个数
    for(i=0;i<count;i++)
    {
        printf("\n------------%s---------------------\n",ifcu_req[i].ifr_name);
        memcpy(&addr,&ifcu_req[i].ifr_addr,sizeof(addr));
        printf("ip地址: %s \n",inet_ntoa(addr.sin_addr));
        /*广播地址*/        
        if (ioctl(sockfd, SIOCGIFBRDADDR, &ifcu_req[i]) == 0)
        {
            memcpy(&addr,&ifcu_req[i].ifr_broadaddr, sizeof(addr));
            printf("广播地址: %s \n",inet_ntoa(addr.sin_addr));
        }
        /*子网掩码*/
        if (ioctl(sockfd, SIOCGIFNETMASK, &ifcu_req[i]) == 0)
        {
            memcpy(&addr,&ifcu_req[i].ifr_broadaddr, sizeof(addr));
            printf("子网掩码: %s \n",inet_ntoa(addr.sin_addr));
        }
        /*MAC地址*/
        if (ioctl(sockfd, SIOCGIFHWADDR, &ifcu_req[i]) == 0)
        {
            memcpy(mac,&ifcu_req[i].ifr_hwaddr.sa_data[0],6);
            printf("mac地址:");
            for(j=0;j<5;j++)
            {
                printf("%02X-",mac[j]);
            }
            printf("%02X\n",mac[j]);
            printf("------------------------------------\n");
        }
    }
}

3.域名解析

  域名（英语：Domain Name），又称网域，是由一串用点分隔的名字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称，用于在数据传输时对计算机的定位标识（有时也指地理位置）。

     由于IP地址具有不方便记忆并且不能显示地址组织的名称和性质等缺点，人们设计出了域名，并通过网域名称系统（DNS，Domain Name System）来将域名和IP地址相互映射，使人更方便地访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP地址数串。

 gethostbyname函数接口

#include <netdb.h>
extern int h_errno;
struct hostent *gethostbyname(const char *name);
函数功能：域名解析
形参：name --域名
返回值：
struct hostent {
               char  *h_name;            /* 主机的正式名称 */
               char **h_aliases;         /* 别名列表*/
               int    h_addrtype;        /* 主机地址类型*/
               int    h_length;          /* 地址长度*/
               char **h_addr_list;       /*地址列表 */
           }
void herror(const char *s); //错误输出
const char *hstrerror(int err);//根据错误编号返回错误消息字符串

•  示例

#include <stdio.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
  if(argc!=2)
  {
    printf("格式:./app <域名>\n");
    return 0;
  }
  //域名解析
  struct hostent *host_info=gethostbyname(argv[1]);
  if(host_info==NULL)
  {
    printf("err=%d,%s\n",h_errno,hstrerror(h_errno));
    return 0;
  }
  int i=0;
  struct in_addr addr;
  printf("主机名:%s\n",host_info->h_name);
  for(i=0;host_info->h_aliases[i]!=0;i++)
  {
    printf("主机别名:%s\n",host_info->h_aliases[i]);
  }
  for(i=0;host_info->h_addr_list[i]!=0;i++)
  {
    memcpy(&addr,host_info->h_addr_list[i],sizeof(addr));
    printf("ip地址:%s\n",inet_ntoa(addr));
  }
}

4.获取邦定ip地址信息getsockname

      getsockname()函数用于获取一个套接字的名字。它用于一个已捆绑或已连接套接字，本地地址将被返回。本调用特别适用于如下情况：未调用bind()就调用了connect()，这时唯有getsockname()调用可以获知系统内定的本地地址。在返回时，namelen参数包含了名字的实际字节数。

#include <sys/socket.h>
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
函数功能：获取sockfd绑定的ip地址和端口号信息
形  参：sockfd --网络套接字
      addr  --保存返回的ip地址和端口号信息
      addrlen --addr缓冲区大小(必须由用户设置大小，函数调用成功返回实际addr大小)
返回值：成功返回0，失败-1

•  示例：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
  if(argc!=3)
  {
    printf("格式:./app <服务器端口号> <服务器IP>\n");
    return 0;
  }
  /*创建网络套接字*/
  int sockfd=socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0);
  if(sockfd==-1)
  {
    printf("创建网络套接字失败\n");
    return 0;
  }
  /*连接服务器*/
  struct sockaddr_in addr=
  {
    .sin_family=AF_INET,//IPV4
    .sin_port=htons(atoi(argv[1])),//服务器端口号
    .sin_addr=
    {
      .s_addr=inet_addr(argv[2]),//服务器IP
    }
  };
  if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr)))
  {
    printf("连接服务器失败\n");
    return 0;
  }
  printf("服务器连接成功\n");
  struct sockaddr_in c_addr;
  socklen_t addrlen=sizeof(c_addr);
  getsockname(sockfd,(struct sockaddr *)&c_addr, &addrlen);
  printf("本地信息%s:%d\n",inet_ntoa(c_addr.sin_addr),ntohs(c_addr.sin_port));
  while(1)
  {
    
  }
}