《TCP/IP网络编程》第 8 章 域名及网络地址 笔记

第 8 章 域名及网络地址

本章代码,在TCP-IP-NetworkNote中可以找到。

8.1 域名系统

DNS 是对IP地址和域名进行相互转换的系统,其核心是 DNS 服务器

8.1.1 什么是域名

域名就是我们常常在地址栏里面输入的地址,将比较难记忆的IP地址变成人类容易理解的信息。

8.1.2 DNS 服务器

相当于一个字典,可以查询出某一个域名对应的IP地址

如图所示,显示了 DNS 服务器的查询路径。

8.2 IP地址和域名之间的转换

8.2.1 程序中有必要使用域名吗?

一句话,需要,因为IP地址可能经常改变,而且也不容易记忆,通过域名可以随时更改解析,达到更换IP的目的

8.2.2 利用域名获取IP地址

使用以下函数可以通过传递字符串格式的域名获取IP地址

#include <netdb.h>
struct hostent *gethostbyname(const char *hostname);
/*
成功时返回 hostent 结构体地址,失败时返回 NULL 指针
*/

这个函数使用方便,只要传递字符串,就可以返回域名对应的IP地址。只是返回时,地址信息装入 hostent 结构体。此结构体的定义如下:

struct hostent
{
    char *h_name;       /* Official name of host.  */
    char **h_aliases;   /* Alias list.  */
    int h_addrtype;     /* Host address type.  */
    int h_length;       /* Length of address.  */
    char **h_addr_list; /* List of addresses from name server.  */
};

从上述结构体可以看出,不止返回IP信息,同事还带着其他信息一起返回。域名转换成IP时只需要关注 h_addr_list 。下面简要说明上述结构体的成员:

  • h_name:该变量中存有官方域名(Official domain name)。官方域名代表某一主页,但实际上,一些著名公司的域名并没有用官方域名注册。
  • h_aliases:可以通过多个域名访问同一主页。同一IP可以绑定多个域名,因此,除官方域名外还可以指定其他域名。这些信息可以通过 h_aliases 获得。
  • h_addrtype:gethostbyname 函数不仅支持 IPV4 还支持 IPV6 。因此可以通过此变量获取保存在 h_addr_list 的IP地址族信息。若是 IPV4 ,则此变量中存有 AF_INET。
  • h_length:保存IP地址长度。若是 IPV4 地址,因为是 4 个字节,则保存4;IPV6 时,因为是 16 个字节,故保存 16
  • h_addr_list:这个是最重要的的成员。通过此变量以整数形式保存域名相对应的IP地址。另外,用户比较多的网站有可能分配多个IP地址给同一个域名,利用多个服务器做负载均衡,。此时可以通过此变量获取IP地址信息。

调用 gethostbyname 函数后,返回的结构体变量如图所示:

下面的代码通过一个例子来演示 gethostbyname 的应用,并说明 hostent 结构体变量特性。

编译运行:

gcc gethostbyname.c -o hostname
./hostname www.baidu.com

结果:

如图所示,显示出了对百度的域名解析

可以看出,百度有一个域名解析是 CNAME 解析的,指向了shifen.com,关于百度具体的解析过程。

这一部分牵扯到了很多关于DNS解析的过程,还有 Linux 下关于域名解析的一些命令,我找了一部分资料,可以点下面的链接查看比较详细的:

仔细阅读这一段代码:

inet_ntoa(*(struct in_addr *)host->h_addr_list[i])

若只看 hostent 的定义,结构体成员 h_addr_list 指向字符串指针数组(由多个字符串地址构成的数组)。但是字符串指针数组保存的元素实际指向的是 in_addr 结构体变量中地址值而非字符串,也就是说(struct in_addr *)host->h_addr_list[i]其实是一个指针,然后用*符号取具体的值。如图所示:

8.2.3 利用IP地址获取域名

请看下面的函数定义:

#include <netdb.h>
struct hostent *gethostbyaddr(const char *addr, socklen_t len, int family);
/*
成功时返回 hostent 结构体变量地址值,失败时返回 NULL 指针
addr: 含有IP地址信息的 in_addr 结构体指针。为了同时传递 IPV4 地址之外的全部信息,该变量的类型声明为 char 指针
len: 向第一个参数传递的地址信息的字节数,IPV4时为 4 ,IPV6 时为16.
family: 传递地址族信息,ipv4 是 AF_INET ,IPV6是 AF_INET6
*/

下面的代码演示使用方法:

编译运行:

gcc gethostbyaddr.c -o hostaddr
./hostaddr 8.8.8.8

结果:

从图上可以看出,8.8.8.8这个IP地址是谷歌的。

8.3 基于 Windows 的实现

暂略

8.4 习题

以下答案仅代表本人个人观点,可能不是正确答案。
  1. 下列关于DNS的说法错误的是?

    答:字体加粗的表示正确答案。

    1. 因为DNS从存在,故可以使用域名代替IP
    2. DNS服务器实际上是路由器,因为路由器根据域名决定数据的路径
    3. 所有域名信息并非集中与 1 台 DNS 服务器,但可以获取某一 DNS 服务器中未注册的所有地址
    4. DNS 服务器根据操作系统进行区分,Windows 下的 DNS 服务器和 Linux 下的 DNS 服务器是不同的。
  2. 阅读如下对话,并说明东秀的方案是否可行。(因为对话的字太多,用图代替)

    答:答案就是可行,DNS 服务器是分布式的,一台坏了可以找其他的。

  3. 再浏览器地址输入 www.orentec.co.kr ,并整理出主页显示过程。假设浏览器访问默认 DNS 服务器中并没有关于 www.orentec.co.kr 的地址信息.

    答:可以参考一下知乎回答,在浏览器地址栏输入一个URL后回车,背后会进行哪些技术步骤?,我用我自己的理解,简单说一下,首先会去向上一级的 DNS 服务器去查询,通过这种方式逐级向上传递信息,一直到达根服务器时,它知道应该向哪个 DNS 服务器发起询问。向下传递解析请求,得到IP地址候原路返回,最后会将解析的IP地址传递到发起请求的主机。

最后修改:2019 年 01 月 18 日 06 : 09 PM
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