域名及网络地址

1、域名系统

DNS是对IP地址和域名进行互相转换的系统，其核心是DNS服务器。

　　1.1、什么是域名

　　提供网络服务的服务端也是通过IP地址来区分的，但由于IP地址难于记忆，因此通过易记忆、易表述的域名来取代IP地址。

　　1.2、DNS服务器

　　在浏览器地址栏输入www.baidu.com，或用ping命令获取其IP地址，然后在浏览器地址栏输入IP地址便可访问百度主页，那么通过域名访问和通过IP访问这二者有何区别？

　　从结果上来看这两者没有区别，都是进去百度网页。实际上，域名是赋予服务器端的虚拟地址，而非实际地址。因此需要将虚拟地址转化为实际地址。

　　那么，如何将域名转化为IP地址呢？DNS服务器承担此重任，可以向DNS服务器请求转换地址。

　　所有计算机中都记录着默认DNS服务器地址，就是通过默认DNS服务器得到相应域名的IP地址信息。在浏览器地址栏中输入域名后，浏览器通过默认DNS服务器获取该域名对应的IP地址信息，之后才真正接入该网站。

　　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服务器并提供给用户，如下图所示：

　　域名----------->DNS服务器----------------->IP地址

 

 

　　上图展示了默认DNS服务器无法解析主机询问的域名IP地址时的应答过程，可以看出，默认DNS服务器收到自己无法解析的请求时，向上级DNS服务器询问，通过这种方式逐级向上传递信息，到达顶级DNS服务器时——根DNS服务器，它知道该向哪个DNS服务器询问。向下级DNS传递解析请求，得到IP地址后原路返回，最终将解析的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。

2、IP地址和域名之间的转换

　　IP地址发生变化的概率很高，所以利用IP地址编写程序并非上策，而域名一旦注册可能永久不变了，因此利用域名编写程序会好一些。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。所以说，程序中也需要IP地址和域名之间的转换函数。

　　2.1、利用域名获取IP地址

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

只要向这个函数传递域名字符串，就会返回域名所对应的IP地址。只是返回时，地址信息装入hostent结构体，此结构体定义如下：
struct hostent
{
    char *h_name;         //正式主机名
    char **h_aliases;     //主机别名
    int h_addrtype;       //主机IP地址类型：IPV4-AF_INET
    int h_length;         //主机IP地址字节长度，对于IPv4是四字节，即32位
    char **h_addr_list;   //主机的IP地址列表
};

  

　　从上述结构体可以看出，当调用gethostbyname函数时不止返回IP信息，同时还带着其他信息，域名转IP时只需关注h_addr_list。下面简要介绍下上述结构体中的各个成员：

• h_name：该变量存有官方域名，官方域名代表某一主页，但实际上，一些著名公司的域名并未使用官方域名注册
• 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，除官方域名外还可指定其他域名
• 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地址的地址族信息。若是IPv4，则此变量存有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；若是IPv6，因为是16个字节，故保存16
• h_addr_list：该变量以整数形式保存域名对应的IP地址。另外，访问量较大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，同样可以通过此变量获取IP地址信息

　　调用gethostbyname函数后返回的hostent结构体变量结构如图1-3所示：

 

 

 　　2.2、利用IP地址获取域名

#include <sys/socket.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地址之外的其他信息，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时为AF_INET，IPv6时为AF_INET6