超级好用的C++实用库之网络-天翼云

概述

在网络相关的项目中，我们经常需要去获取和设置设备的IP地址、子网掩码、网关地址、MAC地址等信息。这些信息一般与操作系统相关，在Windows系统和Linux系统上调用的接口是不一样的。在Linux系统和基于Linux的一些嵌入式系统上，还涉及一些其他操作，比如：添加指定网卡的路由，使能指定网卡的广播路由，或获取指定网卡的丢包率等。简化所有这些信息的获取与设置，并提供跨平台的统一接口，是非常有必要的。

超级好用的C++实用库之网络

CHP_Network

为了方便网络相关信息的获取与设置，我们封装了CHP_Network类。这个类是一个接口类，不需要实例化。因此，我们将构造函数和析构函数声明成了私有的。CHP_Network类的头文件，可参考下面的示例代码。

#pragma once

#include <string>
#include <vector>

#ifndef _WIN32
        #include "HP_Mutex.h"
#endif

typedef struct _THPNetAdaptInfo
{
        std::string strIP;
        std::string strMask;
        std::string strGateway;
        char pMac[6];
}THPNetAdaptInfo;

class CHP_Network
{
public:
        static bool IsValidIP(const char *pszIP);

        static bool IsValidIP(unsigned int uiIP);

        static bool IsLanIP(const char *pszIP);

        static bool IsLanIP(unsigned int uiIP);

        static bool IsValidSubnetMask(const char *pszSubnetMask);

        static bool IsValidSubnetMask(unsigned int uiSubnetMask);
        
        static unsigned int GetHostCountBySubnetMask(const char *pszSubnetMask);

        static unsigned int GetHostCountBySubnetMask(unsigned int uiSubnetMask);

        static int SetDNSServerIP(const std::vector<std::string> &vctIP);

        static int GetDNSServerIP(std::vector<std::string> &vctIP);
      
        static int GetNetworkAdaptInfo(std::vector<THPNetAdaptInfo> &vctInfo);

        static int GetLocalIP(unsigned int &uiIP);

        static int GetLocalIP(std::string &strIP);

        static int GetAllLocalIPs(std::vector<std::string> &vctIP);

        static int GetAllLocalIPs(unsigned int *puiIP, int &nCount);

        static int GetLocalNetworkInfo(unsigned int &uiIP, unsigned int &uiMask, unsigned int &uiGateway, unsigned char pMac[6]);

        static int GetLocalNetworkInfo(std::string &strIP, std::string &strMask, std::string &strGateway, unsigned char pMac[6]);

        static int GetLocalMac(unsigned char pMac[6]);

        static int GetAllLocalMacs(unsigned char ppMac[][6], int &nCount);

        static int GetAllOrderedLocalMacs(unsigned char ppMac[][6], int &nCount);

        static bool IsNetworkAlive(const char *pszNetName = "eth0");

        static int SetIP(unsigned int uiIP, unsigned int uiSubnetMask, const char *pszNetName = "eth0");

        static unsigned int GetIP(const char *pszNetName = "eth0");

        static unsigned int GetSubnetMask(const char *pszNetName = "eth0");

        static unsigned int GetGateway(const char *pszNetName = "eth0");

        static int SetGateway(unsigned int uiGateway, const char *pszNetName = "eth0");

        static bool IsNetworkInterfaceExist(const char *pszNetName = "eth0");

        static int AddRoute(unsigned int uiDestIP, unsigned int uiNetMask, const char *pszNetName = "eth0");

        static int DeleteRoute(unsigned int uiDestIP, unsigned int uiNetMask, unsigned int uiGateway, const char *pszNetName = "eth0");

        static int SetDefaultRoute(unsigned int uiGateway, const char *pszNetName = "eth0");

        static int EnableBroadcastRoute(bool bEnable = true, const char *pszNetName = "eth0");

        static int SetRouteMetric(const char *pszNetName, unsigned int uiMetric);

        static bool IsCablePluggedIn(const char *pszNetName = "eth0");

        static int EnableNetwork(bool bEnable, const char *pszNetName = "eth0");

        static int GetMacAddr(unsigned char pucMac[6], bool bGetFromCmdlineIfFailed = true, 
                const char *pszNetName = "eth0");

        static int SetMacAddr(unsigned char pucMac[6], const char *pszNetName = "eth0");

        static int GetPacketLoss(unsigned int &uiLossRate, const char *pszNetName = "eth0");

private:
        CHP_Network();
        ~CHP_Network();

        static int GetLocalIPList(std::vector<std::string> &vctIP);

#ifndef _WIN32
        typedef struct _TMiiData
        {
                unsigned short phy_id;
                unsigned short reg_num;
                unsigned short val_in;
                unsigned short val_out;
        }TMiiData;

        static int GetMac(unsigned char pMac[6]);
        static int GetCommandToken(const char *pCmd, const char *pToken, const char *pKey, std::string &strResult);
#endif

private:
#ifndef _WIN32
        static CHP_Mutex m_mutexResolvConf;
#endif
};

下面，我们将分别介绍这些静态接口。

IsValidIP：是否为有效的IP。参数可以为IP地址字符串，也可以为整型IP地址（网络字节序）。返回值为true表示有效的IP，否则为无效的IP。

IsLanIP：是否为局域网IP。参数可以为IP地址字符串，也可以为整型IP地址（网络字节序）。返回值为true表示局域网IP，否则为非局域网IP。

IsValidSubnetMask：是否为有效的子网掩码。参数可以为子网掩码字符串，也可以为整型子网掩码（网络字节序）。返回值为true表示有效的子网掩码，否则为无效的子网掩码。

GetHostCountBySubnetMask：根据子网掩码获取主机数量。参数可以为子网掩码字符串，也可以为整型子网掩码（网络字节序）。返回值为主机数量。

SetDNSServerIP：设置DNS服务器的IP地址。参数vctIP为DNS服务器的IP地址的数组。返回值为0表示成功，其他为错误码。

GetDNSServerIP：获取DNS服务器的IP地址。参数vctIP为DNS服务器的IP地址的数组，用于传出。返回值为0表示成功，其他为错误码。

GetNetworkAdaptInfo：获取本机的网卡信息。参数vctInfo为本机网卡信息的数组，用于传出。返回值为0表示成功，其他为错误码。

GetLocalIP：获取本地IP地址。参数可以为整型IP地址（网络字节序），也可以为IP地址字符串。返回值为0表示成功，其他为错误码。

GetAllLocalIPs：获取本地所有网卡的IP地址。参数可以为STL的向量形式，也可以是数组形式，均用于传出。返回值为0表示成功，其他为错误码。

GetLocalNetworkInfo：获取本地网络信息，包括：IP、子网掩码、网关、MAC地址。传出的参数可以为整型，也可以为字符串。返回值为0表示成功，其他为错误码。

GetLocalMac：获取本地MAC地址，一般为第一个有线网卡的地址。参数pMac为MAC地址，用于传出。返回值为0表示成功，其他为错误码。

GetAllLocalMacs：获取本地所有网卡的MAC地址。参数ppMac为MAC地址数组，参数nCount为传入本地MAC地址数组大小，返回本地MAC地址个数。返回值为0表示成功，其他为错误码。

GetAllOrderedLocalMacs：获取排序（有线网络>无线网络>其他）后的本地所有网卡的MAC地址。

IsNetworkAlive：判断指定网卡的网络是否正常。参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"，仅对Linux有效。返回值为true表示正常，否则异常。

SetIP：设置指定网卡的IP等信息（该接口仅对Linux有效）。参数uiIP为整型IP地址（网络字节序），参数uiSubnetMask为整型子网掩码（网络字节序），参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为0表示成功，其他为错误码。

GetIP：获取指定网卡的IP地址（该接口仅对Linux有效）。参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为非0表示有效的IP地址，0表示无效的IP地址。

GetSubnetMask：获取指定网卡的子网掩码（该接口仅对Linux有效）。参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为非0表示有效的子网掩码，0表示无效的子网掩码。

GetGateway：获取指定网卡的网关（该接口仅对Linux有效）。参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为整型网关（网络字节序），返回0时，表示没有网关。

SetGateway：设置指定网卡的网关（该接口仅对Linux有效）。参数uiGateway为整型网关（网络字节序），为-1时，表示删除网关。参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为0表示成功，其他为错误码。

IsNetworkInterfaceExist：判断指定网卡接口是否存在（该接口仅对Linux有效）。参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为true表示存在，否则不存在

AddRoute：添加指定网卡的路由（该接口仅对Linux有效）。参数uiDestIP为整型目标IP（网络字节序），参数uiNetMask为整型子网掩码（网络字节序），参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为0表示成功，其他为错误码。

DeleteRoute：删除指定网卡的路由（该接口仅对Linux有效）。参数uiDestIP为整型目标IP（网络字节序），参数uiNetMask为整型子网掩码（网络字节序），参数uiGateway为整型网关（网络字节序），参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为0表示成功，其他为错误码。

SetDefaultRoute：设置指定网卡的默认路由（该接口仅对Linux有效）。参数uiGateway为整型网关（网络字节序），为-1时, 表示删除指定网卡接口的默认路由；若pszNetName也为NULL，则表示删除所有默认路由。参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为0表示成功，其他为错误码。

EnableBroadcastRoute：使能指定网卡的广播路由（该接口仅对Linux有效）。参数bEnable为是否使能，参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为0表示成功，其他为错误码。

SetRouteMetric：设置指定网卡的路由的metric值（该接口仅对Linux有效），一般用于多网卡时选择和切换活动网络。参数pszNetName为网卡接口名称，参数uiMetric为路由的metric值。返回值为0表示成功，其他为错误码。

IsCablePluggedIn：判断指定网卡的网线是否插入，一般用于有线网卡（该接口仅对Linux有效）。参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为true表示存在，否则不存在。

EnableNetwork：使能指定网卡的网络（该接口仅对Linux有效）。参数bEnable表示是否使能网络，参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为0表示成功，其他为错误码。

GetMacAddr：获取指定网卡的MAC地址（该接口仅对Linux有效）。参数pucMac为MAC地址，参数bGetFromCmdlineIfFailed表示获取失败时，是否从命令行继续获取（网口损坏时，普通方法获取MAC地址会失败），参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为0表示成功，其他为错误码。

SetMacAddr：设置指定网卡的MAC地址（该接口仅对Linux有效）。参数pucMac为MAC地址，参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为0表示成功，其他为错误码。

GetPacketLoss：获取指定网卡的丢包率（该接口仅对Linux有效）。参数uiLossRate为丢包率，单位为百分比，取值为0到100。参数pszNetName为网卡接口名称，默认为"eth0"。返回值为0表示成功，其他为错误码。

总结

可以看到，我们提供了非常多实用的网络接口。通过封装网络接口，不仅能够简化开发流程，提升开发效率，还能确保代码质量和系统的长期可维护性。

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CHP_Network

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