• 实例解析IPv6下的VC网络编程


    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。
    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));
    //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");
    //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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