C中实现判断ipv4或ipv6地址是单播、组播、广播地址

在 C 中我们需要实现输入一个字符集（单播、组播、广播地址类型），来判断某 ipv4 或 ipv6 地址的类型是否在指定的类型集内。

为方便用户输入，类型的字符集我们定义为：
1：单播地址
2：组播地址
3：广播地址

可以输入多个类型，以英文逗号分隔，如：1,2,3

首先定义处理字符串类型匹配的函数：

/**
 * @brief 判断目标数字是否在字符串中
 *
 * @param target
 * @param data
 * @return true
 * @return false
 */
bool pp_in_string(int target, char *data) {
  bool found = false;
  if (data == NULL) goto end;

  char str[128];
  // 避免字符串拷贝溢出
  strncpy(str, data, sizeof(data) - 1);
  str[sizeof(str) - 1] = '\0';

  char *token = strtok(str, ",");
  while (token != NULL) {
    if (atoi(token) == target) {
      found = true;
      break;
    }
    token = strtok(NULL, ",");
  }

end:
  return found;
}

定义地址类型判断方法：

/**
 * @brief 检查地址是否在指定范围,判断是否为单播、组播、广播地址
 *
 * @param family
 * @param ip ipv4 或 ipv6 地址，分别以“struct in_addr”、"struct in6_addr"的形式传入，统一类型为__u32
 * @param range_type
 * @return true
 * @return false
 */
bool address_check_range_type(int family, unsigned int *ip, char *range_type) {
  if (range_type[0] == '\0') {
    return true;
  }

  // 默认为单播1单播，2组播，3广播
  int result = 1;

  if (family == AF_INET) {
    if (ntohl(ip[0]) == 0xFFFFFFFF) {
      result = 3;
    } else if ((ntohl(ip[0]) & 0xF0000000) == ((uint32_t)(0xE0 << 24))) {
      result = 2;
    }
  } else if (family == AF_INET6) {
    // ipv6的格式是分8段，首段是16位，共128位的值，组播需要判断其前8位需要全是1
    // unsigned int是32位的，不能直接使用ip[0]==oxFF去判断，需要转换后去判断
    struct in6_addr  *addr_v6 = (struct in6_addr *)ip;
    if (addr_v6->s6_addr[0] == 0xFF) {
      result = 2;
      // ipv6的广播使用组播实现
      if (pp_in_string(3, range_type)) {
        result = 3;
      }
    }
  }

  return pp_in_string(result, range_type);
}

上面的在 ipv6 格式下比较，需要转换一下再去判断。

ipv6 的地址结构体为：

struct in6_addr {
    union {
        uint8_t   s6_addr[16];   // 128-bit address
        uint16_t  s6_addr16[8];  // access with uint16_t
        uint32_t  s6_addr32[4];  // access with uint32_t
    } __u6_addr;
}

所以我们需要使用 in6_addr 结构体中的 s6_addr 去判断，正好是 128 位的 ipv6 地址表示值，而且分了 16 个数组，所以每组即 8 位，正使满足我们比较前 8 位需要全是 1 的条件。而如果我们使用的 s6_addr32，那么每组是 32 位，共 4 组，不能满足判断前 8 位的条件。

ipv6 的地址数据格式为：AA22:BB11:1122:CDED:1234:AA99:7654:7410