IP和java.net.InetAddress类的使用

一、IP

1、地址格式

互联网上每一台计算机都有一个唯一标示自己的标记，这个标记就是IP地址。IP 地址使用32 位长度二进制数据标示，一般在实际中看到的大部分IP地址都是以十进制的数据形式标示的，如：192.168.1.3，IP地址格式如下：

IP 地址 = 网络地址 + 主机地址

网络号：用于识别主机所在的网络

主机号：用于识别网络中的主机

2、地址分类

IP地址按照数字区域，分为5类，如下所示：

A 类：政府机构

B 类：中等规模的公司

C 类：任何需要的人

D 类：用于组播

E 类：用于实验

二、InetAddress

1.1. 简介

IP地址是IP使用的32位（IPv4）或者128位（IPv6）位无符号数字，它是传输层协议TCP，UDP的基础。InetAddress是Java对IP地址的封装，在java.net中有许多类都使用到了InetAddress，包括ServerSocket，Socket，DatagramSocket等等。

InetAddress的实例对象包含以数字形式保存的IP地址，同时还可能包含主机名（如果使用主机名来获取InetAddress的实例，或者使用数字来构造，并且启用了反向主机名解析的功能）。InetAddress类提供了将主机名解析为IP地址（或反之）的方法。

InetAddress对域名进行解析是使用本地机器配置或者网络命名服务（如域名系统（Domain Name System，DNS）和网络信息服务（Network Information Service，NIS））来实现。对于DNS来说，本地需要向DNS服务器发送查询的请求，然后服务器根据一系列的操作，返回对应的IP地址，为了提高效率，通常本地会缓存一些主机名与IP地址的映射，这样访问相同的地址，就不需要重复发送DNS请求了。在java.net.InetAddress类同样采用了这种策略。在默认情况下，会缓存一段有限时间的映射，对于主机名解析不成功的结果，会缓存非常短的时间（10秒）来提高性能。

1.2. InetAddress对象的获取

InetAddress的构造函数不是公开的（public），所以需要通过它提供的静态方法来获取，有以下的方法：

static InetAddress[] getAllByName(String host)

static InetAddress getByAddress(byte[] addr)

static InetAddress getByAddress(String host,byte[] addr)

static InetAddress getByName(String host)

static InetAddress getLocalHost()

在这些静态方法中，最为常用的应该是getByName(String host)方法，只需要传入目标主机的名字，InetAddress会尝试做连接DNS服务器，并且获取IP地址的操作。

InetAddress address=InetAddress.getByName("www.baidu.com");

注意到这些方法可能会抛出的异常。如果安全管理器不允许访问DNS服务器或禁止网络连接，会抛出SecurityException，如果找不到对应主机的IP地址，或者发生其他网络I/O错误，这些方法会抛出UnknowHostException。

1.3 getHostName() 方法

    定义：public String getHostName()

    根据创建InetAddress对象的不同方式，getHostName的返回值是不同的。

　1. 用 getLocalHost() 方法创建的InetAddress的对象

此时getHostName返回的是本机名

InetAddress address=InetAddress.getLocalHost();

System.out.println(address.getHostName());//返回本机名

2. 用域名创建 InetAddress对象

用域名作为getByName和getAllByName方法的参数得到的InetAddress对象，该对象会得到这个域名，当调用

getHostName时，就无需再访问DNS服务器，而是直接将这个域名返回。

1 InetAddress address=InetAddress.getByName("ZZQ");
2 System.out.println(address.getHostName());//不必再访问DNS服务器，直接返回域名 

3. 用IP地址 创建InetAddress对象

使用IP地址创建InetAddress对象(getByName，getAllByName，getByAddress方法都可以通过IP地址创建InetAddress对象)时，并不需要访问DNS服务器。因此，通过DNS服务器查找域名的工作就由getHostName方法来完成。

如果IP地址不存在或DNS服务器不允许进行IP地址和域名映射，就返回这个IP地址。

1 InetAddress address=InetAddress.getByName("141.146.8.66");
2 System.out.println(address.getHostName());//需要访问DNS服务器才能得到域名
3 InetAddress address=InetAddress.getByName("1.2.3.4");//IP地址不存在
4 System.out.println(address.getHostName());//直接返回IP地址  

1.4 getCanonicalHostName()方法

    定义：public String getCanonicalHostName()

该方法和getHostName方法一样，也是得到远程主机的域名。区别是，该方法得到的是主机名，getHostName得到的是主机别名。

1. 使用 getLocalHost() 创建InetAddress对象

此时getCanonicalHostName方法和getHostName方法得到的都是本机名

2. 使用域名 创建InetAddress对象

使用域名创建InetAddress对象后，getHostName方法不会访问DNS服务器

但getCanonicalHostName方法就不一定了，这取决于DNS服务器如何解释主机名和主机别名

3. 使用IP地址 创建InetAddress对象

此时getCanonicalHostName方法和getHostName方法完全相同，返回的都是主机名，而不是主机别名。

之所以要使用主机别名，是因为有时主机名可能比较复杂，如Oracle官方网站的主机名bigip-otn-

portal.oracle.com，因此，为了使用户访问网站更方便，就增加了更简单的主机别名，如 www.oracle.com

1.5 getHostAddress()方法

    定义：public String getHostAddress()

该方法用来得到主机的IP地址，这个IP地址可以是IPv4也可以是IPv6的

无论InetAddress对象是用哪种方式创建，getHostAddress方法都不会访问DNS服务器。

 1 public static void getHostAddressTest() throws UnknownHostException {
 2         // 输出IPv4地址
 3         InetAddress ipv4Address1 = InetAddress.getByName("1.2.3.4");
 4         System.out.println("ipv4Address1:" + ipv4Address1.getHostAddress());
 5         //ipv4Address1:1.2.3.4
 6         InetAddress ipv4Address2 = InetAddress.getByName("www.ibm.com");
 7         System.out.println("ipv4Address2:" + ipv4Address2.getHostAddress());
 8         //ipv4Address2:129.42.60.216
 9         InetAddress ipv4Address3 = InetAddress.getByName("ZZQ");
10         System.out.println("ipv4Address3:" + ipv4Address3.getHostAddress());
11         //ipv4Address3:192.168.1.105
12         // 输出IPv6地址
13         InetAddress ipv6Address1 = InetAddress.getByName("abcd:123::22ff");
14         System.out.println("ipv6Address1:" + ipv6Address1.getHostAddress());
15         //ipv6Address1:abcd:123:0:0:0:0:0:22ff
16         InetAddress ipv6Address2 = InetAddress.getByName("www.neu6.edu.cn");
17         System.out.println("ipv6Address2:" + ipv6Address2.getHostAddress());
18         //ipv6Address2:2001:da8:9000:b255:210:5cff:fef5:ac49
19         // 输出本机全部的IP地址
20         InetAddress Addresses[] = InetAddress.getAllByName("ZZQ");
21         for (InetAddress address : Addresses)
22             System.out.println("本机地址：" + address.getHostAddress());
23         //本机地址：192.168.1.105
24         //本机地址：0.1.0.4
25         //本机地址：0:0:0:0:0:0:0:1
26     }  

1.6 getAddress()方法

    定义：public byte[] getAddress()

该方法和getHostAddress方法唯一区别是，getHostAddress返回字符形式的IP地址，getAddress返回byte数组形式的IP地址。

 1 public static void getAddressTest() throws UnknownHostException {
 2         InetAddress address = InetAddress.getByName("www.csdn.net");
 3         byte ip[] = address.getAddress();
 4         for (byte ipSegment : ip)
 5             System.out.print(ipSegment + ".");
 6         System.out.println("");
 7         //-53.81.21.61
 8         /*
 9          * byte数组是有符号的。在Java中byte类型的取值范围是-128~127.
10          * 如果返回的IP地址的某个字节是大于127的整数，在byte数组中就是负数。
11          * 由于Java中没有无符号byte类型，因此，要想显示正常的IP地址，必须使用int或long类型。
12          */
13         for (byte ipSegment : ip) {
14             int newIPSegment = (ipSegment < 0) ? 256 + ipSegment : ipSegment;
15             System.out.print(newIPSegment + ".");
16         }
17         //203.81.21.61
18     }