[리눅스 개발환경] 19. 주소 변환

[tonykang22]

19. 주소 변환

주소 변환 관련 주요 함수들

• gethostbyname : 문자열 호스트 이름(도메인 이름)으로 호스트 정보(IP주소 정보 등)를 얻는 함수
• inet_addr : IPv4 문자열 주소 형태를 바이너리 주소 형태(network byte order)로 변환하는 함수
• inet_aton : IPv4 문자열 주소 형태를 바이너리 주소 형태(network byte order)로 변환하는 함수
• inet_pton : IPv4/IPv6 문자열 주소 형태를 바이너리 주소 형태로 변환하는 함수
• 👉 getaddrinfo : 위의 함수들을 포함하는 함수로, 현재에 와서는 이 함수를 가장 많이 사용한다고 한다.

• gethostbyaddr : 바이너리 IP 주소로 호스트 정보를 얻는 함수
• inet_ntoa : IPv4 바이너리 주소(network) 형태를 문자열 주소 형태(address)로 변환하는 함수
• inet_ntop : IPv4/IPv6 바이너리 주소(network) 형태를 문자열 주소 형태로 변환하는 함수
• 👉 getnameinfo : 위의 함수들을 포함하는 함수로, 현재에 와서는 이 함수를 가장 많이 사용한다고 한다.

#include <netdb.h>

extern int h_errno;
struct hostent *gethostbyname(const char *name);

#include <sys/socket.h>     /* for AF_INET */

struct hostent *gethostbyaddr(cont void *addr, socklen_t len, int type);

• hostent 구조체는 에 다음과 같이 정의되어 있다.

  struct hostent {
      char *h _name;            /* official name of host */
      char **h_aliases;         /* alias list */
      int h_addrtype;            /* host address type */
      int h_length;                 /* length of address */
      char **h_addr_list;      /* list of address */
  }

gethostbyname 예제

• gethostbyname_example.c 의 코드이다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char **argv)
{
        struct hostent *hp = NULL;
        int i;

        if (argc < 2) {
                printf("Usage: %s <hostname>\n", argv[0]);
                exit(EXIT_FAILURE);
        }

        hp = gethostbyname(argv[1]);
        if (!hp) {
                printf("gethostbyname error: %s\n", hstrerror(h_errno));
                return 0;
        }

        printf("h_name: %s\n", hp->h_name);
        printf("h_length: %d\n", hp->h_length);

        for (i = 0; i < hp->h_length && hp->h_addr_list[i]; i++) {
                char *addr = (char*)hp->h_addr_list[i];
                struct in_addr *in = (struct in_addr*)addr;
                printf("h_addr_list[%d]: %s\n", i, inet_ntoa(*in));
        }

        return 0;
}

• 실행 결과

getaddrinfo(), getnameinfo()

• getaddrinfo() 및 getnameinfo() 함수는 운영 체제의 네트워킹 API를 위해 사람이 읽을 수 있는 텍스트 표현과 구조화 된 이진 형식 간에 도메인 이름, 호스트 이름 및 IP 주소를 변환한다.
• 두 기능 모두 POSIX 표준 API (Application Programming Interface)에 포함되어있다.
• getaddrinfo와 getnameinfo는 서로 역함수 관계이다.
• 네트워크 프로토콜에 구애 받지 않으며 IPv4와 IPv6을 모두 지원한다.
• 프로토콜 독립 응용 프로그램을 구축 할 때 이름을 확인하고 레거시 IPv4 코드를 IPv6 인터넷으로 전환하는 데 권장되는 인터페이스이다.
• 내부적으로 이 함수는 gethostbyname()과 같은 다른 하위 수준 함수를 호출해 DNS를 사용해 확인을 수행한다.
• 네트워킹 API 내에서 주소와 호스트 이름을 나타내는데 사용되는 C 데이터 구조는 다음과 같다.

struct addrinfo {
        int ai_flags;
        int ai_family;
        int ai_socktype;
        int ai_protocol;
        socklen_t ai_addrlen;
        struct sockaddr* ai_addr;
        char* ai_canonname;          /* canocical name */
        struct addrinfo* ai_next;    /* this struct can form a linked list */
};

• getaddrinfo()는 호스트 이름 또는 IP 주소를 나타내는 사람이 읽을 수 있는 텍스트 문자열을 구조체 addrinfo 구조의 동적으로 할당된 링크 목록으로 변환한다.
• 이는 다음과 같이 지정된다.

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

int getaddrinfo(const char* hostname,
            const char* service,
            const struct addrinfo* hints,
            struct addrinfo** res);

• hostname
  • "example.com"과 같은 도메인 이름, "127.0.0.1"과 같은 주소 문자열 또는 NULL 일 수도 있다.
  • 이 경우 힌트 플래그에 따라 주소 0.0.0.0 (hints-> ai_flags가 AI_PASSIVE로 설정) 또는 127.0.0.1이 할당된다.
• service
  • "80"과 같은 문자열로 전달 된 포트 번호 또는 서비스 이름
  • 예 : ”echo". 후자의 경우 일반적인 구현에서는 getservbyname()을 사용하여 /etc/services 파일을 쿼리하여 서비스를 포트 번호로 확인한다.
• hints
  • 요청된 서비스 유형이 있는 NULL 또는 addrinfo 구조일 수 있다.
• res
  • 함수가 성공적으로 완료된 후 요청된 정보를 사용해 새로운 addrinfo 구조를 가리키는 포인터이다.
  • 성공 시 0을 반환하고, 실패 시 0이 아닌 오류 값을 반환한다.

• getnameinfo()는 구조체 sockaddr 포인터 형태의 IP 주소의 내부 이진 표현을 호스트 이름으로 구성된 텍스트 문자열 로 변환하거나, 주소를 이름으로 확인할 수 없는 경우 텍스트 IP 주소 표현과 서비스 포트 이름 또는 번호로 변환한다.
• 이는 다음과 같이 지정된다.

#include <sys/socket.h> 
#include <netdb.h>

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

• flags

  • NI_NAMEREQD
    • 설정된 경우 호스트 이름을 확인할 수 없으면 오류가 반환된다.
  • NI_DGRAM
    • 설정된 경우 서비스는 스트림 (TCP)이 아닌 데이터 그램 (UDP) 기반이다.
  • NI_NOFQDN
    • 설정된 경우 로컬 호스트에 대한 완전한 도메인 이름의 호스트 이름 부분만 반환된다.
  • NI_NUMERICHOST
    • 설정된 경우 호스트 이름의 숫자 형식이 반환된다.
  • NI_NUMERICSERV
    • 설정된 경우 서비스 주소의 숫자 형식이 반환된다.

  
  

freeaddrinfo()

• 이 함수는 getaddrinfo() 함수에 의해 할당 된 메모리를 해제한다.
• getaddrinfo()의 결과는 addrinfo 구조체의 링크 된 목록이므로, freeaddrinfo()는 목록을 반복하고 각 목록을 차례로 해제한다.

#include <sys/socket.h> 
#include <netdb.h>

void freeaddrinfo(struct addrinfo *ai);

• ai는 addrinfo 목록의 헤드이다.
• const char *gai_strerror(int errcode);
  • getaddrinfo() 에러 발생 시 오류코드를 리턴한다.
  • gai_strerror() 함수는 이러한 오류 코드를 사람이 읽을 수 있는 문자열로 변환하여 오류보고에 적합하다.

주소 변환 실습

• translate_addr.c 의 코드이다.

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <netdb.h> 
#include <netinet/in.h> 
#include <sys/socket.h>

#ifndef NI_MAXHOST 
#define NI_MAXHOST 1025 
#endif

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    struct addrinfo* result; 
    struct addrinfo* res; 
    int error;

    if (argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <domain name, ex. www.example.com>\n", argv[0]); 
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* resolve the domain name into a list of addresses */ 
    error = getaddrinfo(argv[1], NULL, NULL, &result);
    if (error != 0) {
        if (error == EAI_SYSTEM) { 
            perror("getaddrinfo");
        } else {
            fprintf(stderr, "error in getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(error));
        }
        exit(EXIT_FAILURE); 
    }

    /* loop over all returned results and do inverse lookup */ 
    for (res = result; res != NULL; res = res->ai_next) {
        char hostname[NI_MAXHOST];
        error = getnameinfo(res->ai_addr, res->ai_addrlen, hostname, NI_MAXHOST, NULL, 0, 0); 
        if (error != 0) {
            fprintf(stderr, "error in getnameinfo: %s\n", gai_strerror(error));
            continue; 
        }
    if (*hostname != '\0') 
        printf("hostname: %s\n", hostname);
    }

    freeaddrinfo(result);
    return 0; 
}

• 실행 결과