18.4  网络通信

在18.3节的例子中，实现了在同一台计算机中通过套接字通信的方法。如果是在网络中，需要使客户端连接的地址为一个有效的IP地址，这样就能在两台计算机之间通信。除了IP地址以外，计算机名也可以用来代表一台网络中的计算机，例如在浏览器中使用的域名就是Internet中由DNS服务所提供的网络地址机制。

18.4.1  查询主机名称

查询主机名称是通过访问主机数据库实现的，服务器数据库接口函数在头文件netdb.h中定义。与此相关的函数有sethostbyaddr()和gethostbyname()两个，它们的一般形式如下：

struct hostent *gethostbyaddr(const void 
*addr, size_t len, int type);  
struct hostent *gethostbyname(const char *name); 

函数的返回值是指向hostent结构的指针，该结构用于保存主机名称等信息，hostent结构的定义如下：

struct hostent {  
   char *h_name;                        // 主机名  
   char **h_aliases;                    // 别名列表  
   int h_addrtype;                  // 地址类型  
   int h_length;                    // 地址的字节长度  
   char **h_addr_list               // 地址列表  
}; 

gethostbyaddr()是通过IP地址查询主机信息，gethostbyname()是通过主机名查询主机信息。如果在主机数据库中没有查到相关主机或地址的项，这些函数会返回一个空指针。

与服务及其关联的端口号有关的信息可以通过getservbyname()函数和getservbyport()函数查询，它们的一般形式如下：

struct servent *getservbyname(const char
*name, const char *proto);  
struct servent *getservbyport(int port, const char *proto); 

其中，proto参数指定了用来连接到该项服务的协议，SOCK_STREAM类型的TCP连接对应的是tcp，UDP连接对应的是udp。函数的返回值是servent结构指针，该结构的定义如下：

struct servent {  
   char *s_name;                // 服务名  
   char **s_aliases;            // 服务别名列表  
   int s_port;              // 端口号  
   char *s_proto;           // 协议类型  
}; 

如果需要将地址信息转换为四分十进制法表示，可使用inet_ntoa()函数来完成。该函数被包含在头文件"arpa/inet.h"中，它的一般形式是：

char *inet_ntoa(struct in_addr in); 

如果执行成功，它将返回一个指向四分十进制法表示地址的字符串的指针，否则返回-1。查询当前主机的主机名的函数是gethostname()，该函数的一般形式是：

int gethostname(char *name, int namelength); 

如果执行成功，*name参数所指向的内存空间将被写入主机名，namelength参数限定了*name参数所指向内存空间的长度。如果主机名太长，会被截短到namelength限定的长度。函数执行成功时返回0，否则返回-1。下面用一个示例说明查询主机名称操作的方法：

#include <sys/socket.h>                     // 包含套接字相关函数  
#include <netinet/in.h>                     // 包含AF_INET相关结构  
#include <netdb.h>                          // 包含读
取主机信息的相关函数  
#include <stdio.h> 
#include <unistd.h> 
int main(int argc, char *argv[])  
{  
   char *host;                              // 用于保存主机名  
   int sockfd;                              // 用于保存套接字标识符  
   int len, result;  
   struct sockaddr_in address;              // 定义套接字地址  
   struct hostent *hostinfo;                // 定义主机信息结构  
   struct servent *servinfo;                // 定义服务信息结构  
   char buffer[128];  
   if (argc == 1)  
      host = "localhost";                   // 如果没有
指定主机名，则置为本机  
   else  
      host = argv[1];  
   hostinfo = gethostbyname(host);          // 获得主机信息  
   if (!hostinfo) {  
      fprintf(stderr, "找不到主机: %s\n", host);  
      return 1;  
   }  
   servinfo = getservbyname("daytime", "tcp");      // 获得服务信息  
   if (!servinfo) {  
      fprintf(stderr, "无daytime服务\n");  
      return 1;  
   }  
   printf("daytime服务端口是：%d\n", ntohs(servinfo -> s_port));    
                                                    // 输出端口信息  
   sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);        // 建立套接字  
   address.sin_family = AF_INET;                    // 定
义套接字地址中的域  
   address.sin_port = servinfo -> s_port;           // 定义套接字端口  
   address.sin_addr = *(struct in_addr *) *hostinfo -> h_addr_list;  
                                                    // 定义套接字地址  
   len = sizeof(address);  
   result = connect(sockfd, (struct sockaddr *) &address, len);  
                                                    // 请求连接  
   if (result == -1) {  
      perror("获得数据出错");  
      return 1;  
   }  
   result = read(sockfd, buffer, sizeof(buffer));   // 接收数据  
   buffer[result] = '\0';  
   printf("读取%d字节：%s", result, buffer);         // 输出数据  
   close(sockfd);                                   // 关闭连接  
   return 0;  
} 

运行程序时，将一个UNIX服务器地址作为该程序的运行参数。daytime服务的端口号是通过网络数据库函数getserverbyname()确定的，这个函数返回的是关于网络服务方面的资料，它们和主机资料差不多。程序会先尝试连接指定主机信息数据库里的地址，如果成功就读取daytime服务返回的信息，该信息是一个表示UNIX时间和日期的字符串。如果测试平台是Linux桌面操作系统，修改"/etc/xinetd.d/daytime"文件，将此文件中两个disable的值由yes改为no，再重启计算机即可运行daytime服务。