IP地址转换与域名解析相关的类都在System.Net命名空间下

IP地址与端口

1.在网络上，识别远程主机的信息主要由两部分组成：
①主机标识：识别与本地计算机通信的是哪台远程主机；
②端口号：识别和远程主机的哪个进程通信。
2.IP地址：在因特网中，每台联网的主机都在全世界范围内唯一的标识。
3.端口：IP地址仅仅能够识别到某台主机，而不能识别该主机上的进程；端口（port）
识别是哪个进程。

（一）IP地址（1）
1.一个IP地址主要由两部分组成：
（1）网络号：识别该地址所属的网络，它由Internet权利机构分配。
（2）主机号：指明网络内的主机，它由各个网络的管理员统一分配。
2.IPv4编址方案
^由4个字节（十进制表示）组成的二进制值进行识别，中间用圆点分开，这种方法叫做
 点分十进制 表示法。
^例如：192.168.1.1   127.0.0.1
3.IPv6编址方案
^每个IP地址有16个字节（128位二进制数），其完整格式用8段16进制表示，各段之间用
冒号分隔。多个连续的0可以用：：表示。
^例如：0：0：0：0：0：0：0：1   可以简写为：：1
（一）IP地址（2）
1.子网掩码：子网掩码用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识。
2.子网掩码把所有的网络位（二进制）用1来标识，主机位用0来标识。
^例如：如果将子网掩码设置为255.255.255.0，则对于IP地址192.168.1.X，其网络标识
部分为192.168.1；主机标识为：X。
3.可以利用子网掩码判断两台计算机是否在同一子网内。（具体操作：将其IP地址和子网
掩码做按位与运算，如果得到结果相同即在同一个子网内。）
（二）端口
1.端口有两种含义：
①物理意义上的端口，如ADSL Modem、集线器的接口；
②逻辑意义上的端口，即进程标识，端口号的范围从0到65535，比如用于HTTP的80端口，
用于FTP的21端口等。
2.在网络编程研究中的端口均值逻辑意义上的端口。
^端口是为了解决与多个进程同时进行通信问题。
3.可用端口地址的范围是十进制的0~65535。
^端口地址用两字节二进制数来表示；
^1000以内的端口号大多被标准协议所占用；
^应用程序中可以自由使用的端口号一般都使用大于1000的值。

IP地址转换相关类

复杂的网络应用程序中，需要掌握几个最基本的类：
①提供网际协议IP地址的IPAddress类；
②包含IP地址和端口号的IPEndPoint类；
③为Internet或Intranet主机提供信息容器的IPHostEntry类。
1．IPAddress类（1/2）
^IPAddress位于System.Net命名空间下，提供了对IP地址的转换和处理功能。
^常用方法：Parse方法将IP地址字符串转换为IPAddress的实例。例如：

Try
{
    IPAddress ip = IPAddress.Parse("143.24.20.36");
}
Catch
{
    MessageBox.Show("请输入正确的IP地址！");
}

IPAddress类（2/2）
^利用该实例的AddressFamily属性可判断该IP地址是IPv6还是IPv4。

IPAddress ip = IPAddress.Parse("::1");
if (ip.AddressFamily == AddressFamily.InterNetworkV6)
{
    MessageBox.Show("这是IPv6地址");
}

IPAddress类还提供了7个只读字段，分别代表程序中使用的特殊IP地址。

IPAddress类常见只读字段

2．IPEndPoint类
^IPEndPoint描述应用程序连接到主机上的服务所需的主机和端口信息。
^IPEndPoint类的常用构造函数为：

public IPEndPoint(IPAddress address, int port);
第一个参数指定IP地址，第二个参数指定端口号。

例如：
IPAddress localAddress = IPAddress.Parse("192.168.1.1");
IPEndPoint iep = new IPEndPoint(localAddress, 65000);
string s1 = "IP地址为:" + iep.Address;
string s2 = "IP端口为:" + iep.Port;

3．IPHostEntry类
^IPHostEntry类将一个域名系统（DNS）的主机名与一组别名和一组匹配的IP地址关联。该类一般和Dns类一起使用。
^常用属性
AddressList属性
获取或设置与主机关联的IP地址列表（包括IPv4和IPv6）
^HostName属性
包含了指定主机的主机名
Dns类的静态方法GetHostEntry()能够获得IPHostEntry对象。
例如：

IPAddress[] ips = Dns.GetHostEntry(“news.sohu.com”).AddressList;

域名解析

网络主机是使用IP地址来定位的
域名比纯数字的IP地址更容易记忆
IP地址改变后，域名不变，仍可访问。
DNS(Domain Name System)完成域名到IP的转换

DNS的解析过程：
^DNS是一种典型的C/S结构。
^由Client向指定的DNS Server发出DNS请求报文，Server收到该请求报文之后，会回给
Client一个应答报文，满足Client的域名解析要求。

Dns类常用方法

（1）GetHostAddresses方法

^利用GetHostAddresses方法可以获取指定主机的IP地址，该方法返回一个IPAddress类型
的数组。
^方法原型为：
public static IPAddress[] GetHostAddresses(string hostNameOrAddress);
参数中的hostNameOrAddress表示要解析的主机名或IP地址。
例如：
IPAddress[] ips = Dns.GetHostAddresses("www.cctv.com");

^若hostNameOrAddress是IP地址，则直接返回此地址；若hostNameOrAddress是空字符
串，则返回本机所有IPv4和IPv6地址。例如：
IPAddress[] ips = Dns.GetHostAddresses(""); //获取本机的所有IP地址

（2）GetHostEntry方法

^GetHostEntry方法可返回一个IPHostEntry实例，用于在DNS服务器中查询与某个主机名
或IP地址关联的IP地址列表。
^方法原型为
public static IPHostEntry GetHostEntry (string hostNameOrAddress)
参数中的hostNameOrAddress表示要解析的主机名或IP地址。
^当参数为空字符串时，返回本地主机的IPHostEntry实例。
例如：
IPHostEntry host = Dns.GetHostEntry("");
var ipAddresses = host.AddressList;  //获取本机所有IP地址
string name = host.HostName;        //获取本机主机名

（3）GetHostName方法

该方法用于获取本机主机名。
例如：
string hostname = Dns.GetHostName( );

代码分析

（1）
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.AppendLine("获取www.cctv.com的所有IP地址：");
try  {
    IPAddress[] ips = Dns.GetHostAddresses("www.cctv.com");
    foreach (IPAddress ip in ips)
    {  sb.AppendLine(ip.ToString());  }
     }
      catch (Exception ex)
            {   MessageBox.Show(ex.Message,"获取失败");    }
（2）
string hostName = Dns.GetHostName();
sb.AppendLine("获取本机所有IP地址：");
 IPHostEntry me = Dns.GetHostEntry(hostName);
 foreach (IPAddress ip in me.AddressList)
  { if (ip.AddressFamily == AddressFamily.InterNetwork)
         {   sb.AppendLine("IPv4：" + ip.ToString());   }
     else if (ip.AddressFamily == ddressFamily.InterNetworkV6)
         {  sb.AppendLine("IPv6：" + ip.ToString());    }
     else   {    sb.AppendLine("其他：" + ip.ToString());  }
    }
（3）
IPAddress localip = IPAddress.Parse("::1"); //IPv6回路测试地址
 Output(sb, localip);
 IPAddress localip1 = IPAddress.Parse("127.0.0.1");//IPv4回路测试地址
 Output(sb, localip1);
  textBlock1.Text = sb.ToString();
 }
（4）
private static void Output(StringBuilder sb, IPAddress localip)
 { 
    IPEndPoint iep = new IPEndPoint(localip, 80);
    if (localip.AddressFamily == AddressFamily.InterNetworkV6)
    { sb.Append("IPv6端点： " + iep.ToString());  }
    else {sb.Append("IPv4端点： " + iep.ToString());  }
    sb.Append("，端口 " + iep.Port);
    sb.Append("，地址 " + iep.Address);
    sb.AppendLine("，地址族 " + iep.AddressFamily);
  }

特别注意：

仅供参考学习，转载请附上原文链接
图片来源于网络、个人收藏、个人制作
该篇文章不做任何商业用途，纯属分享学习心得，如有侵权，望联系本人处理
还在读大学的程序员，项目经验少，如有纰漏，感谢指正
需要源代码请私聊联系本人
谢谢配合

如果这篇文章对您有帮助，小小的点个赞，算是给小学弟的鼓励吧！谢谢大佬！！/呱呱.jpg

1 NAT概述

1.1 IP地址概述

1. ipv4地址使用现状：现在已严重不够用。仅ABC类可以用，D类是组播，E类是科研。
2. IP地址分为公网IP和私网IP。
   • 公网IP仅能在公网上使用。
   • 私网IP仅能在私网上使用，私有IP可以在不同的内网内重复使用。
   • 为避免重复出现的私有IP冲突，公网上不允许出现私有IP地址。
3. 私有IP地址范围，从原有ABC类中各抽出一部分作为私有IP地址。
   1. 10.0.0.0/8（10开头的），如10.1.1.1、10.10.1.254。
   2. 172.16.0.0/16~172.31.0.0/16（172.16开头的一直到172.31开头的），如172.31.100.200。
   3. 192.168.0.0/16（192.168开头的），如192.168.100.100。
4. 公有IP地址，ABC类中除了私有IP地址以外的IP地址。
5. 静/态公有IP地址：在运营商处购买的IP地址有静动态之分，对于需要搭配服务器供公网用户访问的公司，需要购买静态公用IP地址，因为动态IP地址刷新后会影响别人用ip地址对服务器的访问。

1.2NAT概述

1. NAT定义：Network Address Translations 网络地址转换。
2. 作用：NAT技术主要实现公私有IP地址转换。（解决ipv4地址不够用带来的麻烦）
3. 简介：主机在内网使用的是私有IP地址，IP包头封装时使用的是私有地址，那该数据帧怎么走出外网的呢？答案是在数据帧走到路由器上准备由内网发往外网时，将私有IP地址替换为公有IP地址再封装。
4. 配置位置：一般是在路由器或者防火墙上配置，不建议在三层交换机上配置。

2 NAT分类

2.1 静态NAT

1. 在路由器接口上手动配置NAT地址转换表，一个私有IP对应一个公有IP地址。
2. 缺点：公司够买了多少个公有IP地址，内网就有多少个主机能上网，一一对应。

2.2 动态NAT

1. 路由器上配置一个私有地址池（公司内部所有主机用到的私有IP）动态映射一个公有地址池（所购买的公有IP），当有一个内网主机访问外网时，将该内网IP从内网地址池中取出，同时取出公网地址池中的一个IP地址，动态形成NAT地址转换表。默认当该主机24小时没有联系外网时，该动态NAT条目会自动消息，所被取出的公私有地址重新回到地址池中。
2. 优点：相比于静态，不用手动修改NAT地址转换表。
3. 缺点：公有IP有多少个，就能允许多少个内网主机上网，用完即止。

2.3 PAT

1. 定义：Port Address Translations，端口地址转换，也称为端口复用技术。
2. 在动态NAT基础上，增加overload复用技术。
3. 工作流程：
   1. 公司内网主机私有IP地址为IPA，公有IP地址为IPB，想要访问百度服务器公有地址IPC，内网主机访问百度网页时，生成源端口号5000，目标端口号为80，主机将信息封装成数据帧发送到路由器。
   2. 数据帧到达路由器后，路由器解封装数据帧后，将其源IP与内部地址池进行匹配，命中后先动态生成NAT地址转换表。从内部地址池中将该IP地址复制到NAT转换表中、从外部地址池中将IP地址复制到NAT转换表中、从数据帧中复制源端口号到NAT转换表中、并由路由器动态生成一个端口号（一般从1开始，不可重复，当原条目消失后才能再次使用），所形成的NAT地址转换表如步骤7。
   3. 路由器替换掉数据包源IP和源端口号，封装后再将数据发送到外网。
   4. 路由器收到百度服务器回包时，路由器解封装数据帧，并检查NAT转换表，发现数据包中的目标IP是IPB、目标端口号是1，匹配表中条目。
   5. 路由器将数据包中目标地址和目标端口号替换掉，封装后再发给内网主机。
   6. 当内网有其他主机访问外网时，重复上述过程，依靠路由器自己动态生成的端口号区别各个条目。
   7. 上述工作过程在步骤2生成NAT地址转换表如下。

4. 动态生成NAT地址转换表只能是在数据帧由路由器发至外网的过程中生成，数据帧从外网发到内网只能使用该表。
5. 端口号范围：0~65535
6. 弊端：每一个主机每一个进程都有可能占用一个端口号，每一个主机正常使用是估计约要占用50个端口号，也就是公司一个公用IP大概能供1000个人使用，对于规模更大的公司，需要多购买公用IP地址。

2.4 静态PAT

1. 静态PAT也称为端口映射。
2. 意义：从数据帧流向上看，动态PAT技术解决了多个内网主机访问外网服务器的问题；静态PAT解决了外网主机访问内网服务器的问题。
3. 对于公司而言，不建议将提供员工上网使用的公网IP地址与服务建立静态映射，建议另外购买一个公用IP地址，提供给各个服务器使用。如果同时有两个WEB服务，且不想改端口号，则需要继续新购买公用IP地址。
4. 虚拟公网IP地址，即VIP地址。一般是购买企业级带宽的公用IP，运营商会赠送一部分VI，用于公司映射服务器使用。
5. 假设公司路由器外网接口配置的IP地址是100.1.1.1，另外购买的10.1.1.2地址是用于映射内网服务器给外网用户使用的，此时，无需在路由器接口上另外配置该IP地址，仅需在NAT地址转行表中添加该条目即可，运营商路由器自然会将公司所在网段100.1.1.0所有的数据帧均发送至100.1.1.1接口上，再根据NAT地址转换表发至内网设备上。

3 NAT命令

3.1 定义内外网接口

根据路由器上接口的方向进行定义，假设路由器上f0/0接口连接的是内网，f0/1接口连接的是外网。

en
conf t
int f0/0
ip nat inside
exit
int f0/1
ip nat outside
exit

3.2 配置PAT

定义内部地址池

conf t

#定义内部地址池
#ACL表应用于路由器接口上时进行数据包过滤，应用于其他位置只是匹配条件是否满足
acc 1 permit 192.168.0.0 0.0.255.255	#网段与反子网掩码配合用于匹配私有IP地址是否属于该池

#做PAT动态映射：
#inside source 表示来自内网的数据包的源IP地址
#list1表示匹配上述的acc1表
#建立“满足acc1表的内网IP地址”与“f0/1接口的IP地址”的动态NAT表，进行地址转换，并启用overload技术。
ip nat inside source lint 1 int f0/1 overload

#查看动态NAT地址转换表
show ip nat translations

3.3 配置静态端口转换

假设公司路由器外网接口配置的IP地址是100.1.1.1，另外购买的10.1.1.2地址是用于映射内网服务器给外网用户使用的，此时，无需在路由器接口上另外配置该IP地址，仅需在NAT地址转行表中添加该条目即可，运营商路由器自然会将公司所在网段100.1.1.0所有的数据帧均发送至100.1.1.1接口上，再根据NAT地址转换表发至内网设备上。

conf t
ip nat inside source static 192.168.1.3 100.1.1.2			#将192.168.1.3整个服务器映射出去
ip nat inside source static tcp 192.168.1.3 80 100.1.1.2 80	#只映射TCP80端口号

4 路由器工作原理归纳完善

1. 对由内到内/外的数据帧：
   1. 路由器内网接口收到数据帧，
   2. 解封装查看是否目标AMC地址是自己，否则丢弃，
   3. 查看是否有ACL表对数据过滤，
   4. 匹配路由表将数据包路由至目标接口，
   5. 查看是否有ACL表对数据过滤，
   6. 如果是路由到外网接口则需要查看NAT表是否地址转换，（NAT和ACL哪个先？个人理解应该是NAT更接近外侧，即先ACL再NAT，暂未验证。）
   7. 封装后发出到下一跳。
2. 对由外到内的数据帧：
   1. 路由器外网接口收到数据帧，
   2. 解封装查看是否目标AMC地址是自己，否则丢弃，
   3. 查看NAT表是否地址转换，（NAT和ACL哪个先？个人理解应该是NAT更接近外侧，即先NAT再ACL，暂未验证。）
   4. 查看是否有ACL表对数据过滤，
   5. 匹配路由表将数据包路由至目标接口，
   6. 查看是否有ACL表对数据过滤，
   7. 封装后发出到下一跳。

5 总结

1. 了解IP地址的分类、私有地址有哪些。
2. 了解NAT技术应用的背景
3. 了解NAT技术的分类，掌握各自的原理。
4. 熟悉相关命令。
5. 深度理解路由器的工作原理。

7-4 IP地址转换 （20 分）
一个IP地址是用四个字节（每个字节8个位）的二进制码组成。请将32位二进制码表示的IP地址转换为十进制格式表示的IP地址输出。

输入格式：

输入在一行中给出32位二进制字符串。

输出格式：

在一行中输出十进制格式的IP地址，其由4个十进制数组成（分别对应4个8位的二进制数），中间用“.”分隔开。

输入样例：

11001100100101000001010101110010
输出样例：

204.148.21.1147-4 IP地址转换 （20 分）
一个IP地址是用四个字节（每个字节8个位）的二进制码组成。请将32位二进制码表示的IP地址转换为十进制格式表示的IP地址输出。

输入格式：
输入在一行中给出32位二进制字符串。

输出格式：
在一行中输出十进制格式的IP地址，其由4个十进制数组成（分别对应4个8位的二进制数），中间用“.”分隔开。

输入样例：
11001100100101000001010101110010

输出样例：
204.148.21.114

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main()
{
  char a[32];
  int i,j,sum[4]={0};
  scanf("%s",a);
  
  for(j=0;j<4;j++)
    for(i=7;i>=0;i--)
      if(a[i+8*j]=='1')
        sum[j]+=pow(2,7-i);

  printf("%d.%d.%d.%d",sum[0],sum[1],sum[2],sum[3]);
  return 0;
}