c++中dns解析

前言

可能，防火墙一般操作的是ip，而非域名。比如ipfw、Ufw。
而用户习惯输入的是域名。为了根据域名动态的给防火前添加规则，需要一个域名到IP的解析函数。

这里提供三个域名解析的函数封装。没有考虑它们的效率和多线程运行情况。

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域名解析

linux平台

可以阅读下《unix网络编程》卷一 第十一章 名字和地址转换 11.6小节getaddrinfo函数。

gethostbyname和gethostbyaddr这两个函数仅仅支持IPv4。 正如11.20节 将介绍的那样， 解析IPv6地址的API经历了若干次反复； 最终结果是
getaddrinfo函数。 getaddrinfo函数能够处理名字到地址以及服务到端口这两种转换， 返回的是一个sockaddr结构而不是一个地址列表。 这些sockaddr结 构随后可由套接字函数直接使用。 如此一来， getaddrinfo函数把协议相关性完全隐藏在这个库函数内部。 应用程序只需处理由getaddrinfo填写的套接字地址结构。 该函数在POSIX规范中定义。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

void nslookup(const std::string &hostname, std::vector<std::string> &ips) {
  int retval;
  struct addrinfo *result = NULL;

  struct addrinfo hints;
  bzero(&hints, sizeof(hints));
  hints.ai_family = AF_UNSPEC;
  hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
  hints.ai_protocol = IPPROTO_UDP;
  retval = getaddrinfo(hostname.c_str(), NULL, &hints, &result);
  if (retval != 0) {
    std::ostringstream oss;
    oss << "getaddrinfo failed with error: " << retval;
    std::cout << hostname << ": " << oss.str();
    return;
  }

  struct sockaddr_in *sockaddr_ipv4;
  struct sockaddr_in6 *sockaddr_ipv6;
  char ipstringbuffer[46];
  for (struct addrinfo *ptr = result; ptr != NULL; ptr = ptr->ai_next) {
    switch (ptr->ai_family) {
    case AF_INET:
      sockaddr_ipv4 = (struct sockaddr_in *)ptr->ai_addr;
      ips.push_back(inet_ntoa(sockaddr_ipv4->sin_addr));
      break;
    case AF_INET6:
      sockaddr_ipv6 = (struct sockaddr_in6 *)ptr->ai_addr;
      ips.push_back(
          inet_ntop(AF_INET6, &sockaddr_ipv6->sin6_addr, ipstringbuffer, 46));
      break;
    default:
      break;
    }
  }

  if (result != NULL) {
    freeaddrinfo(result);
  }
}

int main(void) {
  std::vector<std::string> ips;
  nslookup("www.baidu.com", ips);
  for (auto ip : ips) {
    std::cout << ip << std::endl;
  }
  return 0;
}
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win平台

windows下，命令台可以使用nslookup | Microsoft Docs来进行域名解析。我找了下，没有找见这个可执行程序的源码。

查了下，我们可以使用getaddrinfo function (ws2tcpip.h) - Win32 apps | Microsoft Docs函数提供从 ANSI 主机名到地址的独立于协议的转换。链接中提供了实例代码。下面函数封装，参考上面链接。

其实，win下的调用接口和linux差不多，只是多了一个初始化 Winsock - Win32 apps | Microsoft Docs

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

void nslookup(const std::string &hostname, std::vector<std::string> &ips) {
  // Initialize Winsock
  WSADATA wsaData;
  int retval;
  retval = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
  if (retval != 0) {
    std::ostringstream oss;
    oss << "WSAStartup failed: " << retval;
    return;
  }

  struct addrinfo *result = NULL;
  struct addrinfo hints;
  ZeroMemory(&hints, sizeof(hints));
  hints.ai_family = AF_UNSPEC;
  hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
  hints.ai_protocol = IPPROTO_UDP;

  retval = getaddrinfo(hostname.c_str(), NULL, &hints, &result);
  if (retval != 0) {
    std::ostringstream oss;
    oss << "getaddrinfo failed with error: " << retval;
    std::cout << hostname << ": " << oss.str();
    WSACleanup(); // 写在这里，很不优雅，可以考虑使用BOOST_SCOPE_EXIT
    return;
  }

  struct sockaddr_in *sockaddr_ipv4;
  struct sockaddr_in6 *sockaddr_ipv6;
  char ipstringbuffer[46]; // ip可能的最大长度45(IPv4映射的IPv6地址)
  for (struct addrinfo *ptr = result; ptr != NULL; ptr = ptr->ai_next) {
    switch (ptr->ai_family) {
    case AF_INET:
      sockaddr_ipv4 = (struct sockaddr_in *)ptr->ai_addr;
      ips.push_back(inet_ntoa(sockaddr_ipv4->sin_addr));
      break;
    case AF_INET6:
      sockaddr_ipv6 = (struct sockaddr_in6 *)ptr->ai_addr;
      ips.push_back(
          InetNtop(AF_INET6, &sockaddr_ipv6->sin6_addr, ipstringbuffer, 46));
      break;
    default:
      break;
    }
  }

  if (result != NULL) {
    freeaddrinfo(result);
  }
  WSACleanup();
}

int main(void) {
  std::vector<std::string> ips;
  nslookup("www.baidu.com", ips);
  for (auto ip : ips) {
    std::cout << ip << std::endl;
  }
  return 0;
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编译的时候，需要链接下windows库，比如：

cmake_minimum_required(VERSION 3.11)

project(main)

add_executable(${PROJECT_NAME} main.cpp)

if(WIN32)
  target_link_libraries(${PROJECT_NAME} wsock32 ws2_32)
endif()
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如果还需要查看本机的DNS地址，可以参考GetComputerNameExA function (sysinfoapi.h) - Win32 apps | Microsoft Docs

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boost库

需要跨平台的域名解析函数，可以将上面两部分宏定义下。

#ifdef win32
....
# elif __linux__
....
#endif
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或者使用boost asio库中的resolver。我不咋知道这个库如何使用，我只知道基本的网络编程结构。很贴心的是，可以参考The BSD Socket API and Boost.Asio。

上面两节的代码，查找域名的时候，使用的是UDP协议。这里使用下TCP协议。这两个方式是有区别的，虽然都可以实现功能。

下面代码参考：Resolving a DNS name、 《boost完全开发指南》12.3.7 域名解析

使用resolver类通过域名获取可用的IP地址，它可以实现与IP版本无关的网址解析

注：下面函数，多了端口参数，没啥用。这个函数只用于域名解析，不考虑后续连接。

#include 
#include 
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#include 
#include 
#include 
#include 

void nslookup(const std::string &hostname, std::vector<std::string> &ips, int port = 443) {
	try {
		boost::asio::io_context io_context;
		boost::asio::ip::tcp::resolver resolver(io_context);
		boost::asio::ip::tcp::resolver::query query(
			hostname, boost::lexical_cast<std::string>(port));
		boost::system::error_code ec;
		boost::asio::ip::tcp::resolver::iterator it = resolver.resolve(query, ec);

		if (ec) {
			std::cout << "Failed to resolve a DNS name."
				<< query.host_name()
				<< ". Error code = " << ec.value()
				<< ". Message = " << ec.message();
			return;
		}

		boost::asio::ip::tcp::resolver::iterator it_end;
		for (; it != it_end; ++it) {
			ips.push_back(it->endpoint().address().to_string());
		}
	}
	catch (boost::exception &e) {
		std::cout << "nslookup error reason is "
			<< boost::diagnostic_information(e).c_str();
	}
}

int main(void) {
  std::vector<std::string> ips;
  nslookup("www.baidu.com", ips);
  for (auto ip : ips) {
    std::cout << ip << std::endl;
  }
  return 0;
}
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编译的时候，需要链接boost库。

cmake_minimum_required(VERSION 3.11)

project(demo)

find_package(Boost REQUIRED 
              COMPONENTS exception 
              system
              thread)
message("Boost_INCLUDE_DIRS is "${Boost_INCLUDE_DIRS})
message("Boost_LIBRARY_DIRS is "${Boost_LIBRARY_DIRS})
message("Boost_LIBRARIES is " ${Boost_LIBRARIES})
include_directories(${Boost_INCLUDE_DIRS})
link_directories(${Boost_LIBRARY_DIRS})

add_executable(${PROJECT_NAME} main.cpp)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME}  ${Boost_LIBRARIES})
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如果发现FindBoost — CMake 3.24.2 Documentation 的 ${Boost_LIBRARIES}为空，可以参考：find_package(Boost) returns empty Boost_LIBRARIES、Cmake find_package 需要指定具体的so

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其他

• DNS resolving in C/C++

• [关于gethostbyname域名解析