是否有用于 ipv4 和 ipv6 地址的标准 .NET 解码器？

Question

我想编写一个相当简单的客户端-服务器网络应用程序。我只使用纯 IPv4 网络，但如果我的代码能够面向未来，那就太好了。我可能会使用 TcpListener/TcpClient，因为WCF 的初步调查表明它的设置过于复杂且难以理解。

对于客户端，.NET 是否提供了自动解码包含 IPv4 或 IPv6 地址（其中 IPv4 地址包含端口号）的字符串的功能？如果可以解析域名则加分。

对于服务器端，我听说 IPv6 不使用端口号，那么要侦听的端口的等效项是什么？是否有标准方法来区分 IPv4 端口号字符串和 IPv6 等效端口号字符串？ 没关系，IPv6 服务和 IPv4 一样也有 16 位端口号。

Answer 1

是的 System.Net.IPAddress

IPAddress.Parse( "fe80::21c:42ff:fe00:8%vnic0" );
IPAddress.Parse( "127.0.0.1" );

并测试 IPv4或 v6

if( IPAddress.Parse(...).AddressFamily == AddressFamily.InterNetwork )
  // IPv4 address

Answer 2

System.Net.IPAddress 可用于解析表示有效 IPv4 和 IPv6 地址的字符串。
System.Net.Dns 可用于解析网络上的主机名和地址。

对于两者来说，

using System.Net;

Answer 3

@Qwertie 说：

由于 IPv6 地址还包含
冒号，我想知道正确的方法是什么
是解码 IPv6 地址或 IPv4 地址
包含端口号的地址。

正如其他人所指出的，端口号不是 IP 地址（IPv4 或 IPv6）的一部分。 IP 地址是原子的无符号整数（IPv4 是 32 位，IPv6 是 128 位）。当以字符形式（例如 URI）表示时，它们可以与端口号（和其他信息）组合。在 URI 中，主机和端口[可以]是 URI 的权限部分的一部分。

URI 可以使用 System.Uri。 URI 的 Authority 部分由以下属性组成：Host、Port（以及可选且已弃用的 UserInfo 子组件，由用户名和密码）。属性 HostNameType 将告诉您所拥有的主机名类型，枚举 UriHostNameType 的值：Dns、Ipv4、Ipv6 或其他值。

您还可以使用 RFC 3986 的附录 B 中定义的正则表达式将 URI 解析为其组成部分：

Appendix B.  Parsing a URI Reference with a Regular Expression

As the "first-match-wins" algorithm is identical to the "greedy"
disambiguation method used by POSIX regular expressions, it is
natural and commonplace to use a regular expression for parsing the
potential five components of a URI reference.

The following line is the regular expression for breaking-down a
well-formed URI reference into its components.

  ^(([^:/?#]+):)?(//([^/?#]))?([^?#])(\?([^#]))?(#(.))?
   12            3  4          5       6  7        8 9

The numbers in the second line above are only to assist readability;
they indicate the reference points for each subexpression (i.e., each
paired parenthesis).  We refer to the value matched for subexpression
<n> as 
lt;n>.  For example, matching the above expression to

  http://www.ics.uci.edu/pub/ietf/uri/#Related

results in the following subexpression matches:

  $1 = http:
  $2 = http
  $3 = //www.ics.uci.edu
  $4 = www.ics.uci.edu
  $5 = /pub/ietf/uri/
  $6 = 
  $7 = 
  $8 = #Related
  $9 = Related

where <undefined> indicates that the component is not present, as is
the case for the query component in the above example.  Therefore, we
can determine the value of the five components as

  scheme    = $2
  authority = $4
  path      = $5
  query     = $7
  fragment  = $9

Going in the opposite direction, we can recreate a URI reference from
its components by using the algorithm of Section 5.3.

但请注意，这个正则表达式似乎有点不正确。根据 RFC 3986 及其前身 RFC 2396 的勘误表：

Errata ID: 1933

Status: Verified
Type: Technical
Reported By: Skip Geel
Date Reported: 2009-10-25
Verifier Name: Peter Saint-Andre
Date Verified: 2010-11-11

Section appendix B says:

  ^(([^:/?#]+):)?(//([^/?#]))?([^?#])(\?([^#]))?(#(.))?

It should say:

  /^(([^:\/?#]+):)?(\/\/([^\/?#]))?([^?#])(\?([^#]))?(#(.))?/

Notes:

A Regular Expression is delimited by the slash ("/"). Within it a slash
should be preceded by a back-slash ("\").

Peter: This also applies to RFC 3986.

Answer 4

正如 Paul 提到的，没有端口号的纯 IP 地址可以通过 IPAddress.Parse() 进行解析。但是，如果存在端口号和/或主机名（12.34.56.78:90 或 www.example.com:5555），则需要采用不同的方法。如果您想使用 TcpClient 进行连接，此函数将这样做：

public static TcpClient Connect(string ipAndPort, int defaultPort)
{
    if (ipAndPort.Contains("/"))
        throw new FormatException("Input should only be an IP address and port");

    // Uri requires a prefix such as "http://", "ftp://" or even "foo://".
    // Oddly, Uri accepts the prefix "//" UNLESS there is a port number.
    Uri uri = new Uri("tcp://" + ipAndPort);

    string ipOrDomain = uri.Host;
    int port = uri.Port != -1 ? uri.Port : defaultPort;
    return new TcpClient(ipOrDomain, port);
}

defaultPort 参数指定在输入字符串没有端口时要使用的端口。例如：

using (NetworkStream s = Connect("google.com", 80).GetStream())
{
    byte[] line = Encoding.UTF8.GetBytes("GET / HTTP/1.0\r\n\r\n");
    s.Write(line, 0, line.Length);

    int b;
    while ((b = s.ReadByte()) != -1)
        Console.Write((char)b);
}

要在不连接的情况下解码地址（例如，验证它是否有效，或者因为您通过需要 IP 地址的 API 进行连接），此方法将这样做（并可选择执行 DNS 查找）：

public static IPAddress Resolve(string ipAndPort, ref int port, bool resolveDns)
{
    if (ipAndPort.Contains("/"))
        throw new FormatException("Input address should only contain an IP address and port");

    Uri uri = new Uri("tcp://" + ipAndPort);

    if (uri.Port != -1)
        port = uri.Port;
    if (uri.HostNameType == UriHostNameType.IPv4 || uri.HostNameType == UriHostNameType.IPv6)
        return IPAddress.Parse(uri.Host);
    else if (resolveDns)
        return Dns.GetHostAddresses(uri.Host)[0];
    else
        return null;
}

奇怪的是， Dns.GetHostAddresses 可以返回多个地址。我询问了，并且显然，只需获取第一个地址就可以了。

如果存在语法错误或解析域名时出现问题（FormatException 或 SocketException），则会引发异常。如果用户指定了域名，但 resolveDns==false，则此方法返回 null。