使用getnameinfo實現網路編程中IP地址和域名轉換的詳解

一、getnameinfo函數概述

getnameinfo是網路編程中常用的函數之一，它的作用是將IP地址和埠轉換成可讀的主機名和服務名。

該函數定義於sys/socket.h和netdb.h頭文件中，它的原型如下：

int getnameinfo(const struct sockaddr *restrict sa, socklen_t salen,
                char *restrict host, socklen_t hostlen,
                char *restrict serv, socklen_t servlen, int flags);

其中，參數sa是一個指向要轉換的sockaddr結構體的指針，salen是這個結構體的長度；

參數host和serv分別是主機名和服務名的存放緩衝區，hostlen和servlen是它們的長度；

參數flags的使用可以決定返回結果的格式，常用的值有NI_NUMERICHOST和NI_NUMERICSERV。

二、將IP地址轉換為主機名

在使用getnameinfo函數將IP地址轉換為主機名時，我們需要先將IP地址存放到一個sockaddr結構體中。

下面是具體的轉換過程：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    struct addrinfo hints, *res;
    char ip_str[INET6_ADDRSTRLEN];
    void *addr;
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr,"usage: %s ip\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    memset(&hints, 0, sizeof(hints));
    hints.ai_family = AF_UNSPEC; // Allow IPv4 or IPv6 
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE; // For wildcard IP address 
    if (getaddrinfo(argv[1], NULL, &hints, &res) != 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo error\n");
        exit(1);
    }
    // convert address to a string 
    if (res->ai_family == AF_INET) { // IPv4 
        struct sockaddr_in *ipv4 = (struct sockaddr_in *)res->ai_addr;
        addr = &(ipv4->sin_addr);
    } else { // IPv6 
        struct sockaddr_in6 *ipv6 = (struct sockaddr_in6 *)res->ai_addr;
        addr = &(ipv6->sin6_addr);
    }
    // convert the IP to a string and print it 
    inet_ntop(res->ai_family, addr, ip_str, sizeof(ip_str));
    printf("IP address: %s\n", ip_str);
    // convert IP to host name 
    char host[NI_MAXHOST];
    if (getnameinfo(res->ai_addr, res->ai_addrlen, host, NI_MAXHOST, NULL, 0, 0) != 0) {
        fprintf(stderr, "getnameinfo error\n");
        exit(1);
    }
    printf("Host name : %s\n", host);
    freeaddrinfo(res);
    return 0;
}

在這個例子中，我們通過命令行參數傳入了需要轉換的IP地址，然後使用getaddrinfo函數將這個地址轉換為一個sockaddr結構體。

接著，我們使用inet_ntop函數將IP地址轉換為一個字元串，並列印出來。

最後，我們使用getnameinfo函數將該IP地址轉換為主機名，並列印出來。

需要注意的是，在使用getnameinfo函數時，可以通過flags參數來控制輸出的格式。

三、將主機名轉換為IP地址

和將IP地址轉換為主機名類似，我們先需要用getaddrinfo函數將主機名轉換為一個sockaddr結構體，然後再調用getnameinfo函數來將它轉換為IP地址。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    struct addrinfo hints, *res;
    char ip_str[INET6_ADDRSTRLEN];
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr,"usage: %s hostname\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    memset(&hints, 0, sizeof hints);
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    if (getaddrinfo(argv[1], NULL, &hints, &res) != 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo error\n");
        exit(1);
    }
    // convert the socket address to a string and print it 
    int i;
    for(i = 1, res = res->ai_next; res; res = res->ai_next, ++i) {
        void *addr;
        char* ipver;
        if (res->ai_family == AF_INET) { // IPv4 
            struct sockaddr_in *ipv4 = (struct sockaddr_in *)res->ai_addr;
            addr = &(ipv4->sin_addr);
            ipver = "IPv4";
        } else { // IPv6 
            struct sockaddr_in6 *ipv6 = (struct sockaddr_in6 *)res->ai_addr;
            addr = &(ipv6->sin6_addr);
            ipver = "IPv6";
        }
        inet_ntop(res->ai_family, addr, ip_str, sizeof ip_str);
        printf("%s address %d: %s\n", ipver, i, ip_str);
    }
    freeaddrinfo(res);
    return 0;
}

在這個例子中，我們通過命令行參數傳入了需要轉換的主機名，然後使用getaddrinfo函數將該主機名轉換為一個sockaddr結構體。

然後，我們遍歷所有的結果，將其中的IP地址轉換為字元串，並列印出它們的版本（IPv4或IPv6）和序號。

四、小結

getnameinfo是網路編程中一個非常重要的函數，它可以方便地將IP地址和埠轉換為可讀的主機名和服務名。

在使用該函數時需要注意一些細節，比如flags參數可以控制輸出的格式。通過這篇文章的介紹，相信讀者已經對getnameinfo函數有了更深入的了解。