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实例解析 IPv6下的VC网络编程
来源: 时间:2004-8-23 15:33:31

  自IPv4诞生至今已有20多年了,目前它虽仍因互联网的成功而风光无限,但是如同“Internet正在成为其自身巨大成功的受害者”一样,目前IPv4地址的极度匮乏注定它将被历史所淘汰。而IPv6—IPv4的继承人,具有地址空间巨大,支持QOS等许多优良特性,在不久的将来会迅速的普及,但IPv6的出现将对目前网络编程方式产生一定的影响。
  
  本文将就IPv6环境下的网络编程方式进行实例解析。
  
  最终效果:


  配置篇
  
  目前我们所用的IP协议是v4版本的, 比如192.168.0.1.它是在1981年由RFC791标准化的。而ipv6是IP协议的新版本,标准化工作始于1991年,主要部分在1996年完成。它的地址长度为128位。比如3ffe:b00:c18:1::10.
  
  要进行IPv6编程,我们首先要自己搭建一个IPv6的实验环境。在这里我将简单介绍windows平台与linux平台的配置方法。由于只是讲解一下实验环境的搭建,所以其他的细节将不做详细说明。
  
  在window2K下安装Microsoft IPv6 Technology Preview for Windows 2000
  
  1.下载tpipv6-001205-SP3-IE6.可以从http://hs247.com下载,也可从微软官方下载。
  
  2.在tpipv6-001205-SP3-IE6\setup目录下双击hotfix.exe.
  
  3.重启后在控制面板->网络和拨号连接->本地连接->右键打开属性对话框->安装->协议->添加ipv6协议。
  
  效果如图1.


  在windows XP下安装ipv6
  
  XP本身已经自带ipv6的功能了,所以不需要另外安装。只不过默认是不启用的。如果要启用Xp下的ipv6只要在命令行方式下输入ipv6 install就行了。同win2k一样启用/关闭IPv6功能是net start tcpip6和net stop tcpip6.
  
  地址配置的举例
  
  在装完IPv6协议栈后我们给机器配个地址,然后ping6一下试试。
  
  添加地址的命令是:ipv6 adu ifindex/address
  
  删除地址的命令是:ipv6 adu ifindex/address lifetime 0(即将生命期设为0便可)
  
  ping在ipv6环境下变成了ping6 address

  实例篇

  IPv6程序相对于IPv4改动并不大。其中主要的改动就是地址结构与地址解析函数。在RFC中详细说明了socket api 为适应IPv6所做的改动。而且windows平台与Linux平台在实现上也几乎是一样的。只不过头文件与支持程度等有所不同罢了(具体请参见RFC 2553与RFC 2292)。如读者有兴趣的话可以找RFC来看看,在这里就不再详细说明,只讲最简单的原理与例子,同时例出各主要socket api,如何使用,可以参考MSDN或是Linux中的MAN。

  地址表示

  IPv4使用32bits的地址表示,并有sockaddr_in和in_addr等结构应用于API中,而IPv6 使用128 bits 地址,也定义了本身的地址结构sockaddr_in6和in6_addr。

  struct sockaddr_in {
  u_char sin_len;
  u_char sin_family;
  u_short sin_port;
  struct in_addr sin_addr;
  char sin_zero[8];
  };

  struct in_addr {
  u_int32_t s_addr;
  }

  struct sockaddr_in6 {
  u_char sin6_len;
  u_char sin6_family;
  u_int16_t sin6_port;
  u_int32_t sin6_flowinfo;
  struct in6_addr sin6_addr;
  u_int32_t sin6_scope_id;
  }

  struct in6_addr {
  u_int8_t __u6_addr8[16];
  }

  IP V4/IP V6专用函数

  IPv6 API中一部分沿用了IPv4 API, 也新增了一些IPv6专用API,为使得程序具有更大的通用性,尽量避免使用IPv4专用函数,这些函数如下:

  IP V4专用  是对应的IP v4/v6通用函数  功能说明
  inet_aton( ) inet_ntop( ) 字符串地址转为IP地址
  inet_ntoa( ) inet_pton( ) IP地址转为字符串地址
  gethostbyname( ) Getipnodebyname( ) 由名字获得IP地址 
  gethostbyaddr( ) struct hostent *getipnodebyaddr( ) IP地址获得名字 
    getaddrinfo( ) 获得全部地址信息
    getnameinfo( ) 获得全部名字信息 
  未发生变化的函数 功能说明
  socket( ) 建立Socket 
  bind( )  Socket与地址绑定 
  send( ) 发送数据(TCP) 
  sendto( )  发送数据(UDP) 
  receive( )  接收数据(TCP) 
  recv( )  接收数据(UDP) 
  accept( ) 接收连接 
  listen( ) 网络监听 

  如上表格所示,IP V4专用函数在IP V6环境下已经不能使用,他们一般有一个对应的IP V4/V6通用函数,但是在使用通用函数的时候需要一个协议类型参数(AF_INET/AF_INET6)。另外还增加了两个功能强大的函数getaddrinfo( )和getnameinfo( ),几乎可以完成所有的地址和名字转化的功能。

  Windows平台IPv6程序一例

  下面我将给出windows平台下的一个例子。

  系统平台:windows 2000 professional SP3+tpipv6-001205-SP3-IE6+VC6

  说明:在本程序中只采用一个SOCKET,用WSAAsyncSelect来完成收与发的处理,为了方便起见,采用UDP方式。同时只专注IPv6的写法,不考虑函IPv4/IPv6兼容。如何编写IP无关的程序,有机会再另行撰文。
注:由于windows2000只是提供了IPv6的技术预览版,所以在有些地方支持上并不好。比如win2k在recvfrom的实现上好像有点问题,而linux中同样的代码却没问题。两者在recv的实现上都很正常。所以如果要开发程序最好是在window xp或是linux上进行。

  下面是程序中关键的几步:

  1.头文件的引入

  #include <winsock2.h>
  #include <ws2tcpip.h>
  #include "tpipv6.h" // Form IPv6 Tech Preview.(可以从tpipv6-001205-SP3-IE6安装后所在目录里找到)
  #pragma comment(lib,"ws2_32")//引入库函数。

  2.建SOCKET UpdateData(TRUE);

  memset(&hints,0,sizeof(hints));
  file://hints.ai_family=PF_UNSPEC;//这样可以由系统自己进行判断,这里我们直接指定是IPV6
  hints.ai_family=AF_INET6;//指定用IPV6协议
  hints.ai_socktype=SOCK_DGRAM;
  hints.ai_protocol=IPPROTO_UDP;//用UDP
  hints.ai_flags=AI_NUMERICHOST;//IP用数字表示
  rc=getaddrinfo((LPCTSTR )m_send,"2000",&hints,&res);//解析地址
  if(rc!=0)
  {
  AfxMessageBox("fail");
  return;
  }
  s_send=socket(res->ai_family,res->ai_socktype,res->ai_protocol);//建socket
  if(s_send==INVALID_SOCKET)
  {
  AfxMessageBox("建本机发socket失败");return ;}
  else
  {
  AfxMessageBox("建本机发socket成功");
  file://绑定本地监听端口bind
  if(bind (s_send,res->ai_addr,res->ai_addrlen)==SOCKET_ERROR)
  AfxMessageBox("bind失败");
  else
  {AfxMessageBox("bind成功");GetDlgItem(IDOK)->EnableWindow (TRUE); }
  }
  if ( WSAAsyncSelect( s_send, m_hWnd, UM_PACKET, FD_READ ) == SOCKET_ERROR )//异步选择
  {
  MessageBox( "WSAAsyncSelect failed" );
  closesocket( s_send );
  return;
  }

  3.发送 memset(&hints,0,sizeof(hints));

  hints.ai_family=AF_INET6;
  hints.ai_socktype=SOCK_DGRAM;
  hints.ai_protocol=IPPROTO_UDP;//这里也可以改为0,让系统自己选
  hints.ai_flags=AI_NUMERICHOST;
  rc=getaddrinfo((LPCTSTR )m_receive,"2000",&hints,&res);//解析对方收地址
  if(rc!=0)
  {
  AfxMessageBox("fail");
  return;
  }
  rc=sendto(s_send,m_sendtxt,m_sendtxt.GetLength(),0,res->ai_addr,res->ai_addrlen);
  if (rc== SOCKET_ERROR)
  {
  AfxMessageBox("发送失败");
  closesocket(s_send);
  }
  else
  {
  AfxMessageBox("发送成功");
  }

  4.异步触发事件 LRESULT CMy6dDlg::OnPacket( WPARAM wParam, LPARAM lParam )

  {
  char sBuf[128];
  sockaddr_in6 sa;
  int iAddrLen=sizeof( sa );
  int a=sizeof(sockaddr);
  ZeroMemory( &sa, sizeof( sa ) );
  memset(&sBuf,0,sizeof(sBuf));
  int iLen = recv(s_send, sBuf, sizeof(sBuf),0);//for win2k use recv
  if(iLen<0)
  {
  fprintf(stderr,"recvfrom failed with error %d: %s\n",)WSAGetLastError(), DecodeError(WSAGetLastError()));
  return 0;
  }
  else
  {
  sBuf[iLen] = 0;
  CString sText;
  char lpszAddressString[1000];
  DWORD dwAddressStringLength=1000;
  rc=WSAAddressToString((sockaddr*)&sa,sizeof(sa),NULL,lpszAddressString,&dwAddressStringLength );
  sText.Format( "recved [%s]", sBuf);//,sa.sin6_family==AF_INET6,lpszAddressString);//for win2k
  m_reclist.AddString( sText );
  return 0;
  }
  } 

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