TCP/IP网络编程学习笔记_9 --域名系统(DNS)

域名系统

什么是域名：我们网络通信底层最终还是通过IP地址来确认通信目标的，但以数字命名的IP地址非常难记，因此，我们就有了容易记，易表述的域名来取代IP地址。如，百度域名就是：www.baidu.com，而它的IP地址为：180.97.33.107，用这两种任何一种访问都是一样的效果。
DNS服务器：
1，DNS即Domain Name System，它是一个可以对IP地址和域名进行相互转换的系统。

2，我们要打开一个网页，一般过程是：在浏览器地址栏输入域名地址(www.baidu.com)，确认访问，然后它就会通过计算机默认的DNS服务器将这个域名地址转换为对应的IP地址信息，之后才能真正接入该网站。
然而，计算机内置的默认DNS服务器并不知道网络上所有域名的IP地址信息。若该DNS服务器无法解析，则会询问其他DNS服务器。这个过程是这样的：当默认DNS服务器收到自己无法解析的请求时，它会向上级DNS服务器询问，一层一层逐级向上传递信息，直到到达顶级DNS服务器(根DNS服务器)时，它就知道该向哪个DNS服务器询问。然后，向下级DNS传递解析请求，得到IP地址后原路返回，最后将解析的IP地址传递到发起请求的主机。DNS就是这样层次化管理的一种分布式数据库系统。示意图如下：

3，小操作：
如果想知道某一域名对应的IP地址信息，我们可以在控制台窗口输入如下内容：ping www.baidu.com

ping命令虽然是用来验证IP数据报是否到达目的地的，但执行过程中会同时经过域名到IP地址的转换过程，因此，可以通过此命令查看IP地址。

如果想知道自己计算机中注册的默认DNS服务器地址，可以输入如下命令：nslookup(如果是Linux系统，还需要进一步输入server)

IP地址和域名之间的转换

程序中为什么多选择使用域名而不是IP，这是因为一般IP地址容易变更。如果这样，那么一旦IP发生变化，用户就得重新下载你的应用程序了。所以用域名，一般域名注册了就可能永远不变，这样，每次运行程序时根据域名获取IP地址，再接入服务器，这样程序就不会依赖于服务器IP地址了。下面，我们就来分别看看IP与域名之间到底怎么转换。
利用域名获取IP地址

struct hostent * gethostbyname(const chat *hostname);
成功时返回hostent结构体地址，失败返回NULL指针

hostname：域名字符串
struct hostent
{
char * h_name; //官方域名
char ** h_aliases; //其它域名，同一IP可以绑定多个域名
int h_addrtype; //地址族信息
int h_length; //IP地址长度，是IPv4则保持4，IPv6则保持16字节
char ** h_addr_list; //整数形式保存域名对应的IP地址，用户较多的网站可能分配多个IP给同一域名，利用多个服务器进行负载均衡。
}

实例代码：

//
//  main.cpp
//  hello_client
//
//  Created by app05 on 15-8-12.
//  Copyright (c) 2015年 app05. All rights reserved.
//#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>void error_handling(char *message);int main(int argc, const char * argv[]) {int i;struct hostent *host;if (argc != 3) {printf("Usage: %s <addr> \n", argv[0]);exit(1);}//域名转IPhost = gethostbyname("www.baidu.com");if(!host)error_handling("gethost ... error");//官方域名printf("Official name: %s \n", host->h_name);//其它域名(同一IP可以对应多个域名)for (i = 0; host->h_aliases[i]; i++) {printf("Aliases %d: %s \n", i + 1, host->h_aliases[i]);}//地址族类型printf("Address type: %s \n", (host->h_addrtype == AF_INET) ? "AF_INET" : "AF_INET6");//IP地址(同一域名可以对应多个IP，负载均衡)for (i = 0; host->h_addr_list[i]; i++) {printf("IP addr %d: %s \n", i+1, inet_ntoa(*(struct in_addr *)host->h_addr_list[i]));}return 0;
}void error_handling(char *message)
{fputs(message, stderr);fputc('\n', stderr);exit(1);
}

利用IP地址获取域名（有时一些IP获取返回NULL，可能因为路由等问题。。。做了限制。。。）

struct hostent * gethostbyaddr(const char *addr, socklen_t len, int familly);
成功时返回hostent结构体变量地址值，失败时返回NULL指针

实例代码：

//
//  main.cpp
//  hello_client
//
//  Created by app05 on 15-8-12.
//  Copyright (c) 2015年 app05. All rights reserved.
//#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>void error_handling(char *message);int main(int argc, const char * argv[]) {int i;struct hostent *host;struct sockaddr_in addr;if (argc != 3) {printf("Usage: %s <addr> \n", argv[0]);exit(1);}memset(&addr, 0, sizeof(addr));addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("216.58.221.36");//IP转域名host = gethostbyaddr((char *) &addr.sin_addr, 4, AF_INET);if(!host)error_handling("gethost ... error");//官方域名printf("Official name: %s \n", host->h_name);//其它域名(同一IP可以对应多个域名)for (i = 0; host->h_aliases[i]; i++) {printf("Aliases %d: %s \n", i + 1, host->h_aliases[i]);}//地址族类型printf("Address type: %s \n", (host->h_addrtype == AF_INET) ? "AF_INET" : "AF_INET6");//IP地址(同一域名可以对应多个IP，负载均衡)for (i = 0; host->h_addr_list[i]; i++) {printf("IP addr %d: %s \n", i+1, inet_ntoa(*(struct in_addr *)host->h_addr_list[i]));}return 0;
}void error_handling(char *message)
{fputs(message, stderr);fputc('\n', stderr);exit(1);
}

扩展：上面两个转换函数的很多参数或返回值结构体中地址信息都定义为(char*)类型，而不是直接in_addr类型。是因为这两个函数不光是为IPv4设定的，还可以是IPv6。因此，考虑通用性，声明类型为char指针类型的数组。其实，对于指针所指对象不明确时，使用(void *)类型更合理，只是因为当时定义这些函数时，void指针标准还没出来。

struct in_addr
{
In_addr_t s_addr; //4字节IPv4地址
}

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