[命令行实操]基于鸿蒙 PC 的 C-ARES 网络拓扑可视化案例

在现代网络环境中，了解主机与服务之间的连通性对于排障、性能优化和网络监控至关重要。传统的手动 ping 或 traceroute 方法虽然直观，但在多目标、多节点场景下效率低下且难以可视化。本文介绍了一种基于 鸿蒙 PC 平台的实现方案，利用 C-ARES 异步解析域名，并结合 Graphviz 生成网络拓扑图。通过这一方法，可以快速将本地主机与目标服务器之间的网络关系以图形化形式呈现，为网络分析和工具开发提供高效、直观的解决方案。

在鸿蒙 PC 平台上做网络工具开发时，网络拓扑可视化是一个常见需求。本文分享一个使用 C + C-ARES + Graphviz 实现网络拓扑可视化的简易案例，通过异步 DNS 解析获取目标主机 IP，并可视化本地主机到目标的网络连通性。

1️⃣ 背景

在网络管理和调试场景下，快速了解某些关键服务的连通性及延迟，对于排障、性能分析非常重要。常规方式是：

• 使用 ping 或 traceroute 手动测试
• 使用专业监控系统收集指标

而本文介绍的方法，借助 C-ARES 库进行异步 DNS 解析，并结合 Graphviz 生成拓扑图，能快速构建本地主机到目标主机的可视化网络拓扑。

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2️⃣ 实现思路

本文示例使用 C 语言实现，主要思路如下：

1. 异步 DNS 解析
   使用 C-ARES 库 ares_getaddrinfo 异步解析目标域名，获取 IP 列表。

2. 延迟测试（可选）
   可通过 system("ping -c 1 <ip>") 或第三方 ping 库获取延迟数据，并在图中标注。

3. 生成 Graphviz .dot 文件
   将解析结果写入 .dot 文件，节点表示主机，边表示连通性。

4. 可视化输出
   使用 Graphviz 命令 dot -Tpng topology.dot -o topology.png 生成 PNG 网络拓扑图。

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3️⃣ 实现代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ares.h>
#include <arpa/inet.h>

struct node {
    const char *hostname;
    char ip[INET_ADDRSTRLEN];
    int done;
};

void callback(void *arg, int status, int timeouts, struct ares_addrinfo *res) {
    struct node *n = (struct node *)arg;
    n->done = 1;

    if (status == ARES_SUCCESS && res) {
        for (struct ares_addrinfo_node *cur = res->nodes; cur; cur = cur->ai_next) {
            if (cur->ai_family == AF_INET) {
                struct sockaddr_in *sa = (struct sockaddr_in *)cur->ai_addr;
                inet_ntop(AF_INET, &sa->sin_addr, n->ip, sizeof(n->ip));
            }
        }
    } else {
        strcpy(n->ip, "0.0.0.0");
    }
    ares_freeaddrinfo(res);
}

int main() {
    ares_library_init(ARES_LIB_INIT_ALL);
    ares_channel channel;
    ares_init(&channel);

    const char *hosts[] = {"cn.bing.com", "www.csdn.net", "www.baidu.com"};
    int n_hosts = sizeof(hosts)/sizeof(hosts[0]);

    struct node nodes[n_hosts];
    memset(nodes, 0, sizeof(nodes));

    FILE *dot = fopen("topology.dot", "w");
    fprintf(dot, "digraph G {\n");

    // DNS解析
    for (int i = 0; i < n_hosts; ++i) {
        nodes[i].hostname = hosts[i];
        nodes[i].done = 0;

        struct ares_addrinfo_hints hints;
        memset(&hints, 0, sizeof(hints));
        hints.ai_family = AF_INET;

        ares_getaddrinfo(channel, hosts[i], NULL, &hints, callback, &nodes[i]);
    }

    // 事件循环
    int unfinished;
    do {
        fd_set r, w;
        FD_ZERO(&r); FD_ZERO(&w);
        int nfds = ares_fds(channel, &r, &w);
        if (nfds == 0) break;
        struct timeval tv;
        struct timeval *tvp = ares_timeout(channel, NULL, &tv);
        select(nfds, &r, &w, NULL, tvp);
        ares_process(channel, &r, &w);

        unfinished = 0;
        for (int i = 0; i < n_hosts; ++i)
            if (!nodes[i].done) unfinished = 1;
    } while (unfinished);

    // 输出拓扑节点和边
    for (int i = 0; i < n_hosts; ++i) {
        fprintf(dot, "  \"%s\" -> \"%s\" [label=\"ping?\"];\n", "LocalHost", nodes[i].ip);
    }
    fprintf(dot, "}\n");
    fclose(dot);

    ares_destroy(channel);
    ares_library_cleanup();

    printf("拓扑图 dot 文件已生成: topology.dot\n");
    printf("使用 Graphviz: dot -Tpng topology.dot -o topology.png\n");
    return 0;
}

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4️⃣ 编译与运行

在鸿蒙 PC 上，假设 c-ares 静态库位于 lib/libcares.a，头文件在 include/：

clang test_topology.c -I$(pwd)/include $(pwd)/lib/libcares.a -o test_topology

运行程序：

./test_topology

生成文件：

• topology.dot：Graphviz 源文件
• 使用 Graphviz 渲染 PNG 图像：

生成效果如下（示意）：

LocalHost -> 13.107.21.200
LocalHost -> 14.215.177.39
LocalHost -> 220.181.57.216

每条边可通过 ping 测试延迟或 RTT 标注在 Graphviz 标签中。

5️⃣ 拓展思路

1. 多目标延迟测量
   可增加异步 ping 或 TCP 端口探测，将延迟/可达性信息动态写入 .dot。

2. 支持 IPv6
   修改 hints.ai_family = AF_UNSPEC，同时处理 AF_INET6 地址。

3. 动态更新拓扑图
   结合定时任务或事件循环，实时刷新 .dot 文件，并用 Graphviz 的 -Tpng 或 Web 前端展示。

4. 鸿蒙 PC 原生 UI 可视化
   将生成的拓扑图嵌入鸿蒙 PC 的 GUI 界面，结合 HTML5 Canvas 或 Qt 图形控件展示。

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6️⃣ 总结

本文展示了一个基于鸿蒙 PC 的 C-ARES + Graphviz 网络拓扑可视化实现案例，实现流程简单清晰：

• 异步解析域名
• 获取 IP 列表
• 可选延迟测量
• 输出 Graphviz 文件
• 渲染成图形

适合初步做网络调试、拓扑分析或作为鸿蒙 PC 网络工具开发的基础模板。未来可以进一步扩展为实时网络监控或多节点拓扑可视化系统。

这次基于鸿蒙 PC 的 C-ARES 网络拓扑可视化尝试，实现了从域名异步解析到 IP 获取，再到生成 Graphviz 拓扑图的完整流程。通过该案例，我们验证了 C-ARES 在鸿蒙 PC 上的可用性，同时展示了用 C 语言快速构建网络连通性可视化的方法。该方法结构简单、可扩展，不仅可以增加延迟测量、支持 IPv6，还能进一步结合鸿蒙原生 GUI 实现动态拓扑展示，为网络调试、性能分析和监控工具开发提供了实用的基础框架。

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