11.3.1 IP 地址

一个 IP 地址就是一个 32 位无符号整数。网络程序将 IP 地址存放在如图 11-9 所示的 IP 地址结构中。

code/netp/netpfragments.c

/* IP address structure */
struct in_addr {
    uint32_t s_addr; /* Address in network byte order (big-endian) */
};

图 11-9 IP 地址结构

把一个标量地址存放在结构中，是套接字接口早期实现的不幸产物。为 IP 地址定义一个标量类型应该更有意义，但是现在更改已经太迟了，因为已经有大量应用是基于此的。

因为因特网主机可以有不同的主机字节顺序，TCP/IP 为任意整数数据项定义了统一的网络字节顺序（network byte order）（大端字节顺序），例如 IP 地址，它放在包头中跨过网络被携带。在 IP 地址结构中存放的地址总是以（大端法）网络字节顺序存放的，即使主机字节顺序（host byte order）是小端法。Unix 提供了下面这样的函数在网络和主机字节顺序间实现转换。

#include <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);

返回： 按照网络字节顺序的值。

uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

返回： 按照主机字节顺序的值。

htonl 函数将 32 位整数由主机字节顺序转换为网络字节顺序。ntohl 函数将 32 位整数从网络字节顺序转换为主机字节。htons 和 ntohs 函数为 16 位无符号整数执行相应的转换。注意，没有对应的处理 64 位值的函数。

IP 地址通常是以一种称为点分十进制表示法来表示的，这里，每个字节由它的十进制值表示，并且用句点和其他字节间分开。例如，128.2.194.242 就是地址 0x8002c2f2 的点分十进制表示。在 Linux 系统上，你能够使用 HOSTNAME 命令来确定你自己主机的点分十进制地址：

linux> hostname -i
128.2.210.175

应用程序使用 inet_pton 和 inet_ntop 函数来实现 IP 地址和点分十进制串之间的转换。

#include <arpa/inet.h>

int inet_pton(AF_INET, const char *src, void *dst);

返回： 若成功则为 1，若 src 为非法点分十进制地址则为 0，若出错则为 -1。

const char *inet_ntop(AF_INET, const void *src, char *dst,
                      socklen_t size);

返回： 若成功则指向点分十进制字符串的指针，若出错则为 NULL。

在这些函数名中，“n”代表网络，“p”代表表示。它们可以处理 32 位 IPv4 地址（AF_INET）（就像这里展示的那样），或者 128 位 IPv6 地址（AF_INET6）（这部分我们不讲）。

inet_pton 函数将一个点分十进制串（src）转换为一个二进制的网络字节顺序的 IP 地址（dst）。如果 src 没有指向一个合法的点分十进制字符串，那么该函数就返回 0。任何其他错误会返回 -1，并设置 errno。相似地，inet_ntop 函数将一个二进制的网络字节顺序的 IP 地址（src）转换为它所对应的点分十进制表示，并把得到的以 null 结尾的字符串的最多 size 个字节复制到 dst。

练习题 11.1 完成下表：

十六进制地址点分十进制地址

0x0

0xffffffff

0x7f000001

205.188.160.121

64.12.149.13

205.188.146.23

十六进制地址	点分十进制地址
`0x0`
`0xffffffff`
`0x7f000001`
	`205.188.160.121`
	`64.12.149.13`
	`205.188.146.23`

练习题 11.2 编写程序 hex2dd.c，将它的十六进制参数转换为点分十进制串并打印出结果。例如
linux> ./hex2dd 0x8002c2f2
128.2.194.242

练习题 11.3 编写程序 dd2hex.c，将它的点分十进制参数转换为十六进制数并打印出结果。例如
linux> ./dd2hex 128.2.194.242
0x8002c2f2