c#网络应用编程第03章 IP地址转换与网卡信息检测

第3章IP地址转换与网卡信息检测,3.1IP地址转换与域名解析3.2网卡信息检测与网络流量检测3.3网络数据编码与解码,本章教学目的学习IP地址转换的基本方法，了解网卡信息检测与网络流量检测相关类的用法，掌握编码与解码的概念及用法。本章教学要求（1）掌握IP地址、端口号的基本概念；（2）掌握IPAddress、IPEndPoint、IPHostEntry类的用法；（3）进行Dns类完成域名解析的方法。（4）掌握Ping类的用法；（5）了解NetworkInterface类、IPInterfaceProperties类获取网卡信息的方法；,本章重点,本章教学要求（续）（6）了解IPGlobalProperties类获取网络流量统计信息的方法。（7）掌握编码、解码的概念。（8）掌握Encoding类的用法。（9）了解Encoder类和Decoder类的用法。教学难点和重点IP地址转换的基本方法，掌握编码与解码的概念及用法。,本章重点,3.1IP地址转换与域名解析,3.1.1IP地址与端口IP地址、端口号的基本概念知识3.1.2IP地址转换相关类IPAddress、IPEndPoint、IPHostEntry类的用法3.1.3域名解析Dns类进行域名解析的方法,3.1.1IP地址与端口,TCP/IP（传输控制协议/网际协议）不是一个协议，而是一组协议的总称，包括IP、TCP、UDP、ICMP、ARP等。它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据交换格式以及传送方式。,3.1.1IP地址与端口（续）,IP地址：是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围内惟一的标识符。一个IP地址主要由两部分组成：网络地址和主机地址。网络地址由因特网权力机构分配，主机地址由各个网络的管理员统一分配。IP地址编制方案有两种：IPV4和IPV6IPV4：二进制表示共32位（4个字节）IPV6：二进制表示共128位（16个字节）在IPV4编制方案中，一般使用点分十进制表示法表示IP地址。例如：,3.1.1IP地址与端口（续）,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。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:对于IP地址192.168.0.X，可以将子网掩码设置为，对于IP地址192.168.0.X,其网络标示部分为192.168.0；主机标示为：X,3.1.1IP地址与端口（续）,端口：IP地址仅仅能够具体标识到某台主机，而端口则表示与计算机上的哪个进程通信。根据IP地址找到是与哪台机器通信，根据端口号找到是与该机器的哪个进程通信。(一个进程可能会使用多个端口)端口地址的范围是十进制的065535,3.1.2IP地址转换相关类,IPAddress类(System.Net命名空间下)：常用IPAddress的Parse方法将IP地址字符串转换为IPAddress的实例。例如：IPAddressip=IPAddress.Parse(“”);构造函数有：（1）publicIPAddress(byteaddress)byteiparray=newbyte143,24,20,36;IPAddresslocalIP=newIPAddress(iparray);（2）publicIPAddress(longnewAddress)longip=0 x2414188f;IPAddresslocalIP=newIPAddress(ip);,3.1.2IP地址转换相关类（续）,IPAddress类常用属性Any提供一个IPv4地址，指示服务器应侦听所有网络接口上的客户端活动。（等效于）Broadcast提供IPv4广播地址（等效于55）Loopback表示IPv4回送地址（等效于）None表示Socket不应侦听客户端活动（不使用任何网络接口）。IPv6Any提供可用的IPv6地址IPv6Loopback表示IPv6回送地址IPv6None提供不使用任何网络接口。,3.1.2IP地址转换相关类（续）,IPEndPoint类包含了连接到主机上的服务所需的IP地址和端口信息。IPEndPoint类常用的构造函数为：publicIPEndPoint(IPAddress,int);其中第一个参数指定IP地址，第二个参数指定端口号。,3.1.2IP地址转换相关类（续）,IPHostEntry类的对象中包含了与主机相关的信息。常用属性：（1）AddressList属性:获取或设置与主机关联的IP地址列表，是一个IPAddress类型的数组，包含了指定主机的所有IP地址；（2）HostName属性：包含了服务器的主机名。（3）Aliases属性包含了与主机关联的别名列表。在Dns类中，有一个专门获取IPHostEntry对象的方法。例如：IPAddressips=Dns.GetHostEntry(“).AddressList;,3.1.3域名解析,DNS（DomainNameSystem，域名系统）提供了一系列静态的方法，用于获取提供本地或远程域名等功能,常用方法有：（1）GetHostAddresses方法获取指定主机的IP地址，返回一个IPAddress类型的数组。格式为：publicstaticIPAddressGetHostAddresses(stringhostNameOrAddress);例如：IPAddressips=Dns.GetHostAddresses();注意：如果hostNameOrAddress是IP地址，则不查询DNS服务器，直接返回此地址。,3.1.3域名解析（续）,（2）GetHostEntry方法在DNS服务器中查询与某个主机名或IP地址关联的IP地址。当参数为空字符串时，此方法返回本地主机的IPv4地址和主机名。例如：IPHostEntryhost=Dns.GetHostEntry();listBox1.Items.AddRange(host.AddressList);/本机所有IPv4地址listBox1.Items.Add(host.HostName);/本机主机名（3）GetHostName方法获取本机主机名。例如：stringhostname=Dns.GetHostName();,3.1.3域名解析（续）,【例3-1】演示IPAddress类、Dns类、IPHostEntry类和IPEndPoint类的使用方法，设计界面如图2-1所示。单击“显示本机IP信息”按钮可以显示主机名及相关的IP地址；单击“显示服务器信息”按钮可显示中央电视台服务器的IP地址信息。,3.2网卡信息检测与网络流量检测,3.2.1网卡信息检测相关类3.2.2网络流量信息检测相关类3.2.3Ping及其相关类,3.2网卡信息检测与网络流量检测,网络适配器：又称网卡或网络接口卡（NIC），是连接计算机与网络的硬件设备。整理计算机上发往网线上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送。System.Net.NetworkInformation命名空间提供了：对本机网卡相关信息的检测比如本机有多少网卡，网卡名称、速度、硬件地址等。对本机网络流量的检测比如网络连接配置、接收与发送的数据包等。Ping类检测本机是否可访问网络上的其它计算机。,3.2网卡信息检测与网络流量检测,NetworkInterface类NetworkInterface类提供了网络适配器的配置和统计信息。可以利用这个类检测本机有多少个网络适配器、网络适配器型号以及网络适配器的速度等。IPInterfaceProperties类可以利用这个类检测本机所有网络适配器支持的各种地址PhysicalAddress类提供了网络适配器的媒体访问控制(MAC)地址。,3.2.1网卡信息检测相关类,1NetworkInterface类位于System.Net.NetworkInformation命名空间下，它提供了网络适配器的配置和统计信息。该类可以方便地检测本机有多少个网卡、哪些网络连接可用，并可获取某个网卡的型号、MAC地址和速度等信息。对于本机的每个网络适配器，该数组中都包含一个NetworkInterface对象与之对应。获取实例：不能直接使用new关键字构造该类的实例，而是利用NetworkInterface类提供的静态方法GetAllNetworkInterfaces，得到NetworkInterface类型的数组。NetworkInterfaceadapters=NetworkInterface.GetAllNetworkInterfaces();,3.2.1网卡信息检测相关类（续）,NetworkInterface类常用的属性和方法,3.2.1网卡信息检测相关类（续）,2.IPInterfaceProperties类：检测本机所有网络适配器支持的各种地址（IPv4和IPv6的网络适配器地址信息），如Dns服务器的IP地址、网关地址以及多路广播地址。获取实例：NetworkInterfaceadapters=NetworkInterface.GetAllNetworkInterfaces();IPInterfacePropertiesadapterProperties=adapters0.GetIPProperties();,3.2.1网卡信息检测相关类（续）,IPInterfaceProperties类常用的属性和方法,3.2.1网卡信息检测相关类（续）,【例3-2】获取本机网络适配器的个数、型号、速度、MAC地址以及DNS服务器信息。,3.2.2网络流量信息检测相关类,IPGlobalProperties类提供本地计算机网络连接相关的信息。例如网络连接配置、接收与发送的数据包等。IPGlobalPropertiesproperties=IPGlobalPropeties.GetIPGlobalProperties();IPGlobalPropertiesproperties=IPGlobalPropeties.GetIPGlobalProperties()IPGlobalStatisticsipstat=properties.GetIPv4GlobalStatistics();listBox1.Items.Add(本机所在域:+properties.DomainName);listBox1.Items.Add(接收数据包数:+ipstat.ReceivedPackets);listBox1.Items.Add(转发数据包数:+ipstat.ReceivedPacketsForwarded);,3.2.2网络流量信息检测相关类（续）,TcpConnectionInformation类提供有关本地计算机上的传输控制协议(TCP)连接的信息。IPGlobalPropertiesproperties=IPGlobalProperties.GetIPGlobalProperties();TcpConnectionInformationconnections=properties.GetActiveTcpConnections();foreach(TcpConnectionInformationtinconnections)stringstr=;str+=Localendpoint:+t.LocalEndPoint.Address;str+=,Remoteendpoint:+t.RemoteEndPoint.Address;str+=,+t.State;listBox1.Items.Add(str);,3.2.2网络流量信息检测相关类（续）,【例3-3】检测本机网络流量以及TCP连接信息。,3.2.3Ping及其相关类,可以使用Ping类检测本机是否可访问网络上的其它计算机。类似于Ping.exe命令行工具。该类提供的Send和SendAsync方法将Internet控制消息协议(ICMP)回送请求消息发送到远程计算机并等待来自该计算机的ICMP回送答复消息。与Ping类一起使用的类型有：IPStatus枚举：定义描述ICMP回送请求消息结果的状态代码PingOptions类：控制如何传输Ping数据包PingReply类：提供有关Send或SendAsync操作的状态及产生的数据的信息,3.2.3Ping及其相关类,Ping类Send方法（1）publicPingReplySend(IPAddressaddress)此方法向address参数指定的主机发送一个包含回送消息的32位Byte数据，然后等待应答消息5秒钟。如果在上述时间内没有收到应答，则直接返回，并将PingReply实例的Status属性设置为TimedOut。例如：PingpingSender=newPing();PingReplyreply=pingSender.Send();,3.2.3Ping及其相关类,Ping类Send方法（2）publicPingReplySend(stringhostNameOrAddress,inttimeout,bytebuffer,PingOptionsoptions)参数说明：hostNameOrAddress表示目标计算机IP地址或者主机名。timeout指定发送回送消息后，等待答复消息的最大毫秒数。Buffer是一个Byte数组，存放和回送消息一起发送的数据。Options是一个PingOptions对象，用于控制如何传输Ping数据包。,3.2.3Ping及其相关类（续）,PingOptions类：控制如何传输Ping数据包。与此类相关的属性有：Ttl属性为Ping类发送的数据包指定生存时间。此值指示在丢弃Ping数据包之前可以转发此数据包的路由节点数。如果要测试将数据包从源计算机发送到目标计算机所需的转发数（也称为跃点），设置此选项很有用。DontFragment属性控制是否可将发送到远程主机的数据分成多个数据包。如果要测试用于传输数据包的路由器和网关的最大传输单元(MTU)，此选项很有用。,3.2.3Ping及其相关类（续）,PingReply类调用Ping类的Send方法后，即得到PingReply类的实例，该实例提供有关Send或SendAsync操作的状态以及发送请求和接收答复所用的时间等信息。常用属性有1.Address属性：获取发送回送答复消息的主机地址2.RoundtripTime属性：获取发送消息所用的往返时间3.Status属性：获取答复的状态，为IPStatus枚举类型。如果值为IPStatus.Success则代表Send方法执行成功,3.2.3Ping及其相关类（续）,【例3-4】Ping类的用法。,3.3网络数据编码与解码,3.3.1Encoding类3.3.2Encoder类和Decoder类,3.3网络数据编码与解码,编码：是指将一组字符转换为一个字节序列的过程。解码：将一个编码字节序列转换为一组字符的过程。为什么需要编码和解码因为通过网络传递的数据必须是字节序列。常用编码：ASCII、Unicode、UTF、国标码,3.3网络数据编码与解码,常用编码ASCII码：每个字符均为7位，主要针对英文。UNICODE码：每个字符均占两个字节。UTF码：通用转换码，主要解决编码容量问题，常用有（1）UTF-8：用1到4个字节编码一个UNICODE字符（2）UTF-16：将每个字符编码为1至2个16位整数组成的序列（3）UTF-32：将每个字符编码为一个32位整数国标码：常用有GB2312（1980年公布）GB18030（2000年公布）,3.3.1Encoding类,Encoding类位于System.Text命名空间中。常用属性及方法如下:,3.3.1Encoding类（续）,1获取所有编码名称及其描述信息GetEncodings方法获得包含所有编码的EncodingInfo数组。下面的代码可以获取所有编码的名称及其名称描述。foreach(EncodingInfoeiinEncoding.GetEncodings()Encodingen=ei.GetEncoding();listBox1.Items.Add(string.Format(0,-181,ei.Name,en.EncodingName);,3.3.1Encoding类（续）,2获取某个指定的编码描述信息1）访问UTF8、ASCII等属性，直接获得其他非Unicode的某个指定字符集的编码实例。EncodingASCIIEncode=Encoding.ASCII;2）利用静态方法GetEndcoing来获取编码实例，例如：EncodingGB2312Encoding=Encoding.GetEncoding(GB2312);3）访问HeaderName属性，获取指定编码的名称listBox1.Items.Add(GB2312Encoding.HeaderName);14）访问EncodingName属性，显示指定编码的名称描述listBox1.Items.Add(GB2312Encoding.EncodingName);,3.3.1Encoding类（续）,3不同编码之间的转换功能：Encoding类的Convert方法可将字节数组从一种编码转换为另一种编码，转换结果类型为byte。方法原型：publicstaticbyteConvert(EncodingsrcEncoding,EncodingdstEncoding,bytebytes)参数说明：srcEncoding表示源编码格式。dstEncoding表示目标编码格式。bytes参数指定了待转换的字节数。将Unicode字符串转换为UTF8字符串时，可参考以下的步骤进行。,3.3.1Encoding类（续）,将Unicode字符串转换为UTF8字符串：（1）利用Encoding的UTF8和Unicode属性获取UTF8格式的编码实例utf8和Unicode格式的编码实例unicode，例如：stringunicodeString=含unicode字符Pi(u03a0);Encodingunicode=Encoding.Unicode;Encodingutf8=Encoding.UTF8;（2）利用unicode的GetBytes方法将Unicode字符编码为Unicode字节数组，例如：byteunicodeBytes=unicode.GetBytes(unicodeString);,3.3.1Encoding类（续）,（3）利用Encoding的Convert方法将Unicode字节数组转换为UTF8字节数组，例如：byteutf8Bytes=Encoding.Convert(Encoding.Unicode,Encoding.UTF8,unicodeBytes);（4）最后，利用ut8的GetString方法将UTF8字节数组解码为UTF8字符串，例如：stringutf8String=utf8.GetString(utf8Bytes);,2.3.2Encoder类和Decoder类,为什么使用Encoder及Decoder类？在网络传输和文件操作中，如果数据量比较大，需要划分为较小的块，此时可能出现一个数据块的末尾是一个不匹配的高代理项，而与其匹配的低代理项则位于下一个数据块中。对于这种情况，直接使用Encoding类的GetBytes方法编写程序就比较繁琐。此时，可以利用Encoder类轻松地解决这个问题。,3.3.2Encoder类和Decoder类（续）,Encoder类Encoder类位于System.Text名称空间下，利用它可以将一组字符转换为一个字节序列。(1)获取Encoder实例：利用GetEncoder方法获取实例/获取ASCII编码的Encoder实例EncoderasciiEncoder=Encoding.ASCII.GetEncoder();/获取Unicode编码的Encoder实例EncoderunicodeEncoder