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IP 層的程式設計

簡介

IP 是 TCP/IP 架構當中代表網址的層次，在撰寫 C# 網路程式時，幾乎每個程式都會用到 IP 層的物件，像是 IPAddress，IPEndPoint 等。我們將在本文當中介紹這些物件的使用方式。

IPAddress 物件代表一個 IP 網址，像是 210.59.154.30 就是一個 IP。在一個大機構當中，由於有自身的內部網路，因此 IP 通常也分為對內與對外兩種。舉例而言，筆者在金門技術學院電腦的內部 IP 是 192.168.60.155，外部 IP 是 210.59.154.30。學校內部的電腦可以透過內部 IP 192.168.60.155 連接到該電腦，但是校外的電腦就只能透過外部 IP 210.59.154.30 連結到該電腦。

但是，IP 畢竟是不好記的數字，因此就發展出了 DNS (Domain Name Server, 網域名稱伺服器) 機制，用來將文字型的網址對應到數字型的 IP，這個文字型的網址稱為 URL (Universial Resource Locator)。

操作實驗

C:\Documents and Settings\ccc.CCC-KMIT2>ipconfig /all
Windows IP Configuration
        Host Name . . . . . . . . . . . . : ccc-kmit3
        Primary Dns Suffix  . . . . . . . :
        Node Type . . . . . . . . . . . . : Mixed
        IP Routing Enabled. . . . . . . . : No
        WINS Proxy Enabled. . . . . . . . : No
        DNS Suffix Search List. . . . . . : internal
Ethernet adapter 區域連線:
        Connection-specific DNS Suffix  . : internal
        Description . . . . . . . . . . . : Broadcom NetLink (TM) Gigabit Ethernet
        Physical Address. . . . . . . . . : 00-01-6C-95-20-52
        Dhcp Enabled. . . . . . . . . . . : Yes
        Autoconfiguration Enabled . . . . : Yes
        IP Address. . . . . . . . . . . . : 192.168.60.155
        Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
        Default Gateway . . . . . . . . . : 192.168.60.254
        DHCP Server . . . . . . . . . . . : 192.168.1.252
        DNS Servers . . . . . . . . . . . : 10.10.10.3
                                            10.10.10.10
        Primary WINS Server . . . . . . . : 10.10.10.20
        Lease Obtained. . . . . . . . . . : 2010年3月8日 上午 09:45:01
        Lease Expires . . . . . . . . . . : 2012年2月6日 上午 09:45:01
C:\Documents and Settings\ccc.CCC-KMIT2>nslookup ccc.kmit.edu.tw
Server:  ns1.kmit.edu.tw
Address:  10.10.10.3
Name:    ccc.kmit.edu.tw
Address:  192.168.60.155
C:\Documents and Settings\ccc.CCC-KMIT2>nslookup tw.yahoo.com
Server:  ns1.kmit.edu.tw
Address:  10.10.10.3
Non-authoritative answer:
Name:    tw-tpe-fo.fyap.b.yahoo.com
Address:  119.160.246.241
Aliases:  tw.yahoo.com, tw-cidr.fyap.b.yahoo.com
C:\ccc>nslookup
Default Server:  ns1.kmit.edu.tw
Address:  10.10.10.3
> server dns.hinet.net
Default Server:  dns.hinet.net
Address:  168.95.1.1
> ccc.kmit.edu.tw
Server:  dns.hinet.net
Address:  168.95.1.1
Non-authoritative answer:
Name:    ccc.kmit.edu.tw
Address:  203.72.226.32

程式範例

範例一：建立 IPAddress 與 IPEndPoint。

檔案： IPAddressTest.cs 

using System;
using System.Net;
class IPAddressTest {
    static void Main() {
        // 建立一個 IP 位址 (IPAddress)。
        IPAddress ipAddr = IPAddress.Parse("210.59.154.30");
        Console.WriteLine("ipAddr="+ipAddr);
        // 建立一個 IP 終端 (IPEndPoint = ipAddress + port)。
        IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(ipAddr, 80);
        Console.WriteLine("ipEndPoint=" + ipEndPoint);
        // 將IPEndPoint序列化為SocketAddress
        SocketAddress socketAddr = ipEndPoint.Serialize();
        Console.WriteLine("socketAddr=" + socketAddr);
    }
}

範例一：執行結果： 

D:\CSharp>csc IPAddressTest.cs
Microsoft (R) Visual C# 2008 Compiler version 3.5.30729.1
for Microsoft (R) .NET Framework version 3.5
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
D:\CSharp>IPAddressTest
ipAddr=210.59.154.30
ipEndPoint=210.59.154.30:80
socketAddr=InterNetwork:16:{0,80,210,59,154,30,0,0,0,0,0,0,0,0}

範例二：取得主機名稱

檔案：IpToHost.cs 

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
class IpToHost
{
    static void Main(String[] args)
    {
        IPAddress ipAddr = IPAddress.Parse(args[0]);
        // 透過DNS找尋IP位址相對應之主機名稱 
        IPHostEntry remoteHostEntry = Dns.GetHostEntry(ipAddr);
        Console.WriteLine("host of ip " + ipAddr + " is " + remoteHostEntry.HostName);
    }
}

範例二：執行結果： 

D:\CSharp>csc IpToHost.cs
Microsoft (R) Visual C# 2008 Compiler version 3.5.30729.1
for Microsoft (R) .NET Framework version 3.5
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
D:\CSharp>IpToHost 210.59.154.30
host of ip 210.59.154.30 is 210.59.154.30
D:\CSharp>IpToHost 119.160.246.241
host of ip 119.160.246.241 is w1.www.vip.tw1.yahoo.com

範例三：使用 DNS 查詢 IP

檔案：DnsTest.cs 

using System;
using System.Net;
class DnsTest
{
    static void Main(String[] args)
    {
        IPHostEntry hostEntry = Dns.GetHostEntry(args[0]);
        // 由於主機有可能有一個以上的 Alias
        // 因此程式中以迴圈方式判斷 Aliases 
        string[] aliasList = hostEntry.Aliases;
        for (int i = 0; i <= aliasList.Length - 1; i++)
        {
         Console.WriteLine("Alias "+i+" : "+aliasList[i]);
        }
        // 由於主機有可能有一個以上的 IP Address
        // 因此程式中以迴圈方式判斷 AddressList 
        IPAddress[] addrList = hostEntry.AddressList;
        for (int i = 0; i <= addrList.Length - 1; i++)
        {
         Console.WriteLine("Address " + i + " : " + addrList[i]);
        }
    }
}

範例三：執行結果 

D:\CSharp>DnsTest tw.yahoo.com
Address 0 : 119.160.246.241

範例四：剖析網址 URL

檔案：UrlParseTest.cs 

using System;
using System.Net;
class UrlParseTest
{
    static void Main(String[] args)
    {
        // 由於 DOS 的命令列會以 & 符號做命令分隔字元，因此、若以指令模式下，網址中的 & 之後會被視為是下一個指令
        System.Uri URL = new System.Uri("http://findbook.tw/search?keyword_type=keyword&t=xxx");
//        System.Uri URL = new System.Uri(args[0]);
        // System.Uri類別之屬性
        Console.WriteLine("AbsolutePath: " + URL.AbsolutePath);
        Console.WriteLine("AbsoluteUri: " + URL.AbsoluteUri);
        Console.WriteLine("Authority: " + URL.Authority);
        Console.WriteLine("Host: " + URL.Host);
        Console.WriteLine("Port: " + URL.Port);
        Console.WriteLine("LocalPath: " + URL.LocalPath);
        Console.WriteLine("IsDefaultPort: " + URL.IsDefaultPort);
        Console.WriteLine("IsFile: " + URL.IsFile);
        Console.WriteLine("PathAndQuery: " + URL.PathAndQuery);
        Console.WriteLine("Query: " + URL.Query);
        Console.WriteLine("Scheme: " + URL.Scheme);
        Console.WriteLine("UserEscaped: " + URL.UserEscaped);
//        Console.WriteLine("UserInfo: " + URL.UserInfo);
    }
}

範例四：執行結果 

C:\ccc>csc UrlParseTest.cs
Microsoft (R) Visual C# 2008 Compiler version 3.5.30729.1
for Microsoft (R) .NET Framework version 3.5
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
C:\ccc>UrlParseTest
AbsolutePath: /search
AbsoluteUri: http://findbook.tw/search?keyword_type=keyword&t=xxx
Authority: findbook.tw
Host: findbook.tw
Port: 80
LocalPath: /search
IsDefaultPort: True
IsFile: False
PathAndQuery: /search?keyword_type=keyword&t=xxx
Query: ?keyword_type=keyword&t=xxx
Scheme: http
UserEscaped: False

結語

微軟 C# 的 IP 層物件主要是 IPAddress 與 IPEndPoint，另外 IPHostEntry可以用來代表 URL，也可以用 Dns.GetHostEntry() 查詢主機名稱。這些是 C# 較常使用的 IP 層物件。

陳鍾誠 (2010年06月15日)，(網頁標題) IP 層的程式設計，(網站標題) 免費電子書：C# 程式設計，2010年06月15日，取自 http://cs0.wikidot.com/ip ，網頁修改第 1 版。

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