【C++】STUNサーバーにグローバルIPアドレスを問い合わせる

[みけCAT]

チャットで存在を教えてもらったので、コードの形にしてメモ。
STUNは本来はNATの操作を知るためのプロトコルらしいですが、
難しいことは一旦無視して、とりあえずグローバルIPアドレスを知るために利用してみます。
RFC3489の11. Protocol Detailsを参考にしました。

C++要素はstd::stringとthrow/try/catchくらいしかないので、ちょっと頑張ればC言語にできると思います。
Winsockを使用しています。Linuxなどの環境では適宜移植してください。

STUNを利用してグローバルIPアドレスを知る方法
1. STUNサーバーにBinding Requestを投げる。Attributesはなし、Message LengthもTransaction IDも全て0x00で良い
2. STUNサーバーからBinding Responseが返ってくるはずなので、受信する。
3. メッセージの中からMAPPED-ADDRESS(必須なのであるはず)を探す。
4. MAPPED-ADDRESSからAddressのデータを取得する。

コード:

#include <cstdio>
#include <string>
#include <winsock2.h>

std::string get_global_ip(void) {
	// サーバー情報
	static const char* server_addr="stun.l.google.com";
	static const int server_port=19302;
	static const unsigned int timeout=2000; // ms
	// ソケット関連の変数
	SOCKET sock;
	sockaddr_in addr;
	unsigned int host_buf;
	unsigned int* host_ptr_buf[2]={&host_buf,NULL};
	unsigned int** host=host_ptr_buf;
	/* STUN Message Type = 0x0001 (Binding Request)
	 * Message Length = 0x0000
	 * Transaction ID = (All 0x00)
	 */
	unsigned char send_buf[20]={0x00,0x01};
	unsigned char recv_buf[70000];
	// UDPのソケットを作成
	sock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
	if(sock==INVALID_SOCKET)throw std::string("socket creation failed");
	// タイムアウトを設定
	if(setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(const char*)&timeout,sizeof(timeout))==SOCKET_ERROR) {
		closesocket(sock);
		throw std::string("setsockopt failed");
	}
	// 接続先の情報を設定
	addr.sin_family=AF_INET;
	addr.sin_port=htons(server_port);
	host_buf=inet_addr(server_addr);
	if(host_buf==0xffffffff) {
		hostent* host_info;
		host_info=gethostbyname(server_addr);
		if(host_info==NULL) {
			closesocket(sock);
			throw std::string("gethostbyname failed");
		}
		host=(unsigned int**)host_info->h_addr_list;
	}
	while(*host!=NULL) {
		int recv_len;
		sockaddr src_addr;
		int addrlen=sizeof(src_addr);
		// アドレスを設定
		addr.sin_addr.S_un.S_addr=**(host++);
		// メッセージを送信
		if(sendto(sock,(const char*)send_buf,sizeof(send_buf),0,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr))==sizeof(send_buf)) {
			// メッセージを受信
			if((recv_len=recvfrom(sock,(char*)recv_buf,sizeof(recv_buf),0,&src_addr,&addrlen))>=32) {
				// それっぽい長さのメッセージ
				if(recv_buf[0]==0x01 && recv_buf[1]==0x01) {
					// Binding Response
					int length=(recv_buf[2]<<8)|recv_buf[3];
					if(recv_len<20+length) {
						closesocket(sock);
						throw std::string("bad Message Length");
					}
					unsigned char* now_message=&recv_buf[20];
					while(length>0) {
						int now_id=(now_message[0]<<8)|now_message[1];
						int now_length=(now_message[2]<<8)|now_message[3];
						if(now_length+4>length) {
							closesocket(sock);
							throw std::string("bad Length");
						}
						if(now_id==0x0001) {
							char buffer[1024];
							// MAPPED-ADDRESS
							if(now_message[5]!=0x01) {
								closesocket(sock);
								throw std::string("unsupported address family");
							}
							sprintf(buffer,"%d.%d.%d.%d",
								now_message[8],now_message[9],now_message[10],now_message[11]);
							closesocket(sock);
							return std::string(buffer);
						}
						now_message+=now_length+4;
						length-=now_length+4;
						if(length>0 && length<4) {
							closesocket(sock);
							throw std::string("bad Message Length (Attribute too short)");
						}
					}
					closesocket(sock);
					throw std::string("MAPPED-ADDRESS not found");
				} else if(recv_buf[0]==0x01 && recv_buf[1]==0x11) {
					// Binding Error Response
					closesocket(sock);
					throw std::string("received Binding Error Response");
				} else {
					closesocket(sock);
					throw std::string("received unknown response");
				}
			}
		}
	}
	closesocket(sock);
	throw std::string("no response fron server");
}

int main(void) {
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2,0),&wsaData);
	try {
		std::string addr=get_global_ip();
		printf("addr = %s\n",addr.c_str());
	} catch(std::string e) {
		printf("ERROR: %s\n",e.c_str());
	}
	WSACleanup();
}

コードは利用・改造自由です。

参考文献(サイト)

• STUN - Wikipedia
• RFC3489
• STUN server list
• Geekなぺーじ:winsockプログラミング