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2012-05-23 21:33:06
原文地址：Linux网络编程中的地址问题 作者：sillyboytao
在网络系统内核中 IP地址是32位，由4组十进制数组成，每组数值的范围为0~255，而平时我们使用的IP地址是16位字符串形式的IP地址，例如：“192.168.1.11”。在程序设计中经常要用到字符串表达方式的IP地址和二进制的IP地址之间的转换。
面对网络编程中众多的地址函数，你hold住了么，tiger哥没hold住，所以就写了此篇文章，希望大家能hold住网络编程。
前言：结构体struct in_addr
结构struct in_addr 在文件
结构struct in_addr的原型如下：
structin_addr{
unsigned long int s_addr;/*IP地址*/
}
一.字符串IP地址转换为二进制形式的IP地址函数
1.inet系列函数的原型：
#include
#include
#include
int inet_aton(const char *cp,struct in_addr *inp);
int addr_t inet_addr(const char *cp);
int addr_t inet_network(const char *cp);
char * inet_ntoa(struct in_addr in);
struct in_addr inet_makeaddr(int net,int host);
in_addr_t inet_lnaof(struct in_addr in);
in_addr_t inet_netof(struct in_addr in);
2.inet_aton()函数
int inet_aton(const char*cp,struct in_addr *inp)
1>函数作用：inet_ation()函数将在cp中存储的点分十进制字符串类型的IP地址，转换为二进制的IP地址，转换后的值保存在指针inp指向的结构struct in_addr中。
2>形参
Ø const char *cp:指向字符类型的IP地址。例如“192.168.1.11”
Ø struct in_addr *inp:指向二进制的网络字节顺序的IP地址
structin_addr{
unsignedlong s_addr
}
3>函数执行成功则返回非0值，参数无效则返回0。
4>实例：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
char buffer[32];
structin_addr in;
in.s_addr =0;
/*输入一个字符串形式的IP地址*/
printf(“pleaseinput the ip addrss\n”);
scanf(“%s”,buffer);
buffer[31]=’\0’;
printf(“original IP地址:%s\n”,buffer);
if( 0 == inet_aton(buffer,&in)){
perror(“inet_aton”);
exit(1);
} else {
printf(“after transfer:0x%0x\n”,in.s_addr);
}
}
5> inet_aton函数最后计算出来的是网络字节序的二进制IP
3.inet_addr()函数
in_addr_t inet_addr(const char *cp)
1>函数作用：
它将参数cp所指向的字符串形式的IP地址(“192.168.1.11”)转换为二进制的网络字节序的IP地址形式
该函数的缺点是：如果IP地址是255.255.255.255。那么调用inet_addr()函数后将返回-1(因为-1的补码形式是0xFFFFFFFF)。所以不建议使用inet_addr()函数，而是使用inet_aton()函数。
2>函数形参：
const char*cp:cp指向字符串形式的IP地址。
3>函数返回值：
函数成功后返回二进制的网络字节序的IP地址（struct in_add）,否则返回-1.
4>inet_addr计算出来的是网络字节序的二进制IP
5>函数实例：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
char buffer[32];
structin_addr in;
in.s_addr =0;
/*输入一个字符串形式的IP地址*/
printf(“pleaseinput the ip addrss\n”);
scanf(“%s”,buffer);
buffer[31]=’\0’;
printf(“original IPaddress:%s\n”,buffer);
if((in.s_addr = inet_addr(buffer))==INADDR_NONE){
perror(“inet_addr”);
exit(1);
} else {
printf(“after transfer:0x%0x\n”,in.s_addr);
}
}
4.inet_network
in_addr_t inet_network(constchar *cp)
1>函数作用：将参数cp指向的字符串形式的网络地址转换为主机字节顺序形式的二进制IP地址。
2>函数形参
Ø const char *cp: cp指向字符串形式的IP地址。
3>函数返回值：执行成功后返回转换后的结果，参数无效后返回-1.
4>inet_network返回的是主机字节序
5>函数实例：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
char buffer[32];
structin_addr in;
in.s_addr =0;
/*输入一个字符串形式的IP地址*/
printf(“pleaseinput the ip addrss\n”);
scanf(“%s”,buffer);
buffer[31]=’\0’;
printf(“original IPaddress:%s\n”,buffer);
if((in.s_addr = inet_addr(buffer))==INADDR_NONE){
perror(“inet_addr”);
exit(1);
} else {
printf(“after transfer:0x%0x\n”,in.s_addr);
}
}
总结：
1.inet_addr和inet_network函数都是用于将字符串形式转换为整数形式用的;
2.inet_addr返回的整数形式是网络字节序，而inet_network返回的整数形式是主机字节序.
3.inet_addr 和inet_network有一个小缺陷，那就是当IP是255.255.255.255时，这两个函数会认为这是个无效的IP地址，这是历史遗留问题，其实在目前大部分的路由器上，这个 255.255.255.255的IP都是有效的。
4.inet_aton认为255.255.255.255是有效的，所以建议使用inet_aton。并且inet_aton函数返回的是网络字节序的IP地址。
二.进制IP地址转换为字符串形式的IP地址
1.char * inet_ntoa(struct in_addr in);
1>函数作用：将数值为in的网络字节序形式的二进制IP地址转换为字符串形式的IP地址。
2>形参：struct in_addr in:指向二进制的IP地址
3>函数返回值：执行成功返回结果字符串的指针，参数无效返回NULL.
4>函数实例：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
char buffer[32];
char *str;
structin_addr in;
in.s_addr =0;
/*输入一个字符串形式的IP地址*/
printf(“pleaseinput the ip addrss\n”);
scanf(“%s”,buffer);
buffer[31]=’\0’;
printf(“original IP地址:%s\n”,buffer);
if( 0 == inet_aton(buffer,&in)){
perror(“inet_aton”);
exit(1);
} else {
printf(“the first transfer:0x%0x\n”,in.s_addr);
}
printf(“begin two process:\n”);
if( (str =inet_ntoa(in) == NULL ){
printf(“inet_ntoa:argumentinvalid\n”);
} else {
printf(“thesecond transfer:%s\n”,str);
}
}
说明：
1.函数inet_ntoa()的返回值为一个指向字符串的指针，该内存函数inet_ntoa()每次调用都会重新覆盖，因此函数不安全，可能存在某种隐患
2.实例：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
structin_addr ip1,ip2;
char *str1 ;
char *str2;
ip1.s_addr = 192<<24| 168 <<16 |1 <<8 | 1;
ip2.s_addr =255<<24 | 255 <<16 |255<<8|255;
str1 = inet_ntoa(ip1);
str2 = inet_ntoa(ip2);
printf(“ip1:0x%xà%s\n”,ip1.s_addr,str1);
printf(“ip2:0x%xà%s\n”,ip2.s_addr,str2);
}
输出结果为：
ip1: 0xc0a80101à255.255.255.255;
ip2:0xffffffffà255.255.255.255;
表明函数inet_ntoa在进行二进制IP地址到字符串IP地址的转换过程中是不可重入的，这个函数转换两个不同的IP地址得到了同一个结果。此类函数在调用之后，需要立即将结果取出，没有取出结果之前不能进行同样函数的调用。
三.最新的地址转换函数inet_pton()和inet_ntop()函数
inet_pton和inet_ntop这2个函数能够处理ipv4和ipv6。算是比较新的函数了。inet_pton函数原型如下[将“点分十进制” －> “整数”],并且这两个函数是一套安全的协议无关的地址转换函数。所谓安全即这两个函数是可重入的，并且这些函数支持多种地址类型，包括IPv4和IPv6.
1.inet_pton()函数
1>函数功能
inet_pton()函数将字符串类型的IP地址转换为二进制类型。
2>函数原型
#include
#include
#include
intinet_pton(int af, const char *src, void *dst);
3>函数形参：
Ø int af:af表示网络类型的协议族，在IPv4下的值为AF_INET;
Ø src:存放需要转换的字符串
Ø dst :存放转换后的结果，在IPv4下，dst指向结构struct in_addr的指针。
4>函数返回值
当函数inet_pton()的返回值为-1的时候，通常是用于af所指定的协议族不支持造成，此时errno的返回值为EAFNOSUPPORT;当函数的返回值为0时，表示src指向的值不是合法的IP地址；当函数的返回值为正值时，表示转换成功。
2.inet_ntop()函数
1>函数功能
inet_pton()函数将二进制的网络IP地址转换为字符串。
2>函数原型：
#include
#include
#include
intinet_nton(int af, const void *src, char *dst,socklen_t cnt);
3>函数形参：
Ø int af:af表示网络类型的协议族，在IPv4下的值为AF_INET;
Ø src :为需要转换的二进制IP地址，在IPv4下，src指向一个structin_addr结构类型的指针。
Ø dst指向保存结果缓冲区的指针
Ø cnt的值是dst缓冲区的大小
4>函数返回值
Inet_ntop()函数返回一个指向dst的指针。当发生错误时，返回NULL。当af设定的协议族不支持时，errno设置为EAFNOSUPPORT;当dst缓冲区大小过小的时候errno的值为ENOSPC。
3.函数实例:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc,char *argv[])
{
struct in_addr ip;
char ipstr[] = “192.168.1.1”;
char addr[ADDRLEN];
const char * str = NULL;
int err = 0;
if(err > 0){
printf(“inet_pton:ip %s value is :0x%x\n”,ipstr,ip.s_addr);
}
//把192.168.12.255转换为网络字节序
ip.s_addr = htonl(192 << 24 | 168<<16 | 12<<8 | 255);
str = (const char *)inet_ntop(AF_INET,(void*)&ip,(char *)&addr[0],ADDRLEN);
if(str){
printf(“inet_ntop :ip 0x%x is%s\n”,ip.s_addr,str);
}
}
四.inet_makeaddr()函数,inet_lnaof()函数和inet_netof()函数
1.struct in_addr inet_makeaddr(int net,int host)
1>函数功能：一个主机的IP地址分为网络地址和主机地址，inet_makeaddr()函数将主机字节序的网络地址net和主机地址host合并成一个网络字节序的IP地址。
2>函数形参：
Ø int net:存放网络号参数（二进制形式的主机字节序）
Ø int host:存放主机号地址（二进制形式的主机字节序）
3>函数返回值：
返回一个网络字节序的IP地址
4>函数实例：
unsigned long net,host;
net = 0x0000007F;
host = 0x00000001;
struct in_addr ip = inet_makeaddr(net,hst);
2.in_addr_t inet_lnaof(struct in_addr in)
1>函数功能:
该函数从参数in中提取出主机地址,执行成功后返回主机字节顺序形式的主机地址。
例如：172.17.242.131属于B类地址，则主机号为低16位，主机地址为0.0.242.131，按主机字节顺序输出则为0xf283。
2>函数形参
Ø struct in_addr in:in存放的是主机字节序的二进制形式的IP地址
3>函数返回值：
返回主机字节序的二进制形式的IP主机部分的数值
4>函数实例：
const char *addr = “127.0.0.1”;
unsigned long ip = inet_network(addr);
unsigned long host_id = inet_lnaof(ip);
3.in_addr_t inet_netof(struct in_addr in)
1>函数功能：
该函数从参数in中提取出网络地址，执行成功后返回主机字节顺序形式的网络地址。
如：172.17.242.131属于B类地址，则高16位表示网络号，网络地址为172.17.0.0。
2>函数形参
Ø struct in_addr in:in存放的是主机字节序的二进制形式的IP地址
3>函数返回值：
返回主机字节序的二进制形式的IP网络部分的数值
4>函数实例：
const char *addr = “127.0.0.1”;
unsigned long ip = inet_network(addr);
unsigned long network_id = inet_netof(ip);
