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隨著(zhù)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是近年來(lái)，IPv4協(xié)議面臨著(zhù)一些難以解決的問(wèn)題，如地址短缺、缺乏服務(wù)質(zhì)量控制Qos和安全性差等。為了應對這一挑戰，IETF(Internet Engineer Task Force)組織提出了為適應未來(lái)對于網(wǎng)絡(luò )基礎設施數量和質(zhì)量需求而設計的下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6。IPv6繼承了IPv4的優(yōu)點(diǎn)，并根據IPv4多年來(lái)運行的經(jīng)驗進(jìn)行了大幅度的修改和功能擴充，其擴展性、路由、安全性、配置和可靠性都有明顯改進(jìn)。 1 IPv6相對于IPv4 WinSock的改變 1．1 IPv6中新增加的常量 為了支持IPv6，需要定義一個(gè)新的地址族名，以便正確地識別和解析IPv6的地址結構。同樣，還需要定義一個(gè)新的協(xié)議簇名(與地址族名具有相同的值)，這樣就可以使用合適的協(xié)議創(chuàng )建一個(gè)套接字。新定義的IPv6地址簇名和協(xié)議簇名常量為：AF_INET6和PF_INET6。 1．2 IPV6中新增加的地址結構 IPv6的地址結構通過(guò)struct in6_addr和structockaddr_in6定義，結構定義分別如下： 1．3 IPV6中新增加的域名解析函數 IPv6引入了名為getaddrinfo()和getnameinfo()的新的API。這兩個(gè)API是與協(xié)議無(wú)關(guān)的，且既可用于IPv4，也可用于IPv6的名稱(chēng)解析。getaddrinfo()函數的返回值是addrinfo的結構指針。 getaddrinfo()函數可以把主機名或服務(wù)名轉換成一組socket地址。hints相當于一個(gè)過(guò)濾器，只有符合hints結構的內容才會(huì )返回到res指針中。執行成功后，參數res以鏈表的形式返回解析出來(lái)的地址，可以將這些地址直接傳遞給bind()，connect()，sendto()等函數。 地址到名稱(chēng)的轉換可以通過(guò)另一個(gè)新的套接字函數getnamein{o()進(jìn)行。getnameinfo()函數的功能與getaddrinfo()函數相反，該函數接受已經(jīng)初始化的套接字結構，并返回與地址及端口信息對應的主機和服務(wù)． 2 兼容IPv4與IPv6的WinSock網(wǎng)絡(luò )編程規則 2．1 使用sockaddr_storage結構 sockaddr_storage結構是新的套接字結構，它與協(xié)議無(wú)關(guān)，并擁有充分的地址空間容納IPv4或者IPv6地址信息，且可以很方便地轉換成sockaddr_in結構和sockaddr_in6結構。同時(shí)，這個(gè)結構還具有針對64位對齊問(wèn)題的填充項，使用這個(gè)結構可以很容易地寫(xiě)出與地址協(xié)議簇無(wú)關(guān)和跨平臺的程序代碼，因此編寫(xiě)兼容IPv4與IPv6的網(wǎng)絡(luò )程序時(shí)要使用這個(gè)結構表示網(wǎng)絡(luò )地址。 2．2 使用新的名稱(chēng)解析函數getaddrinfo()和getnam-einfo() 這兩個(gè)函數是隨IPv6引進(jìn)的新的名稱(chēng)解析函數，與地址協(xié)議簇無(wú)關(guān)，隱藏了名字到地址轉換和地址到名字轉換的大量細節，既能夠處理IPv6地址，也能處理IPv4地址。它們也替代性地實(shí)現了下列函數接口的功能：gethostbyname()，gethostbyaddr()，inet_ntoa()，inet_aton()，getservbyname()，getservbyport()�？梢栽诤�(jiǎn)化程序的同時(shí)實(shí)現與地址協(xié)議簇無(wú)關(guān)的編程，還可以提高程序的可移植性。 3 IPv4與IPv6雙協(xié)議試驗平臺的搭建 由于大部分用戶(hù)的操作系統都是Windows XP，所以在此僅介紹Windows XP下IPv6的安裝與配置。 Windows XP操作系統內置了IPv6協(xié)議棧，提供了一組命令行方式的IPv6檢測配置工具。在XP下安裝IPv6協(xié)議后，對原IPv4協(xié)議的使用不產(chǎn)生任何影響，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )上各終端設備能夠在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò )上共享IPv4和IPv6協(xié)議，并支持2種協(xié)議的數據傳輸，即：所謂的雙棧(DualStack)共享。 安裝IPv6協(xié)議和配置地址及默認網(wǎng)關(guān)的過(guò)程如下： 4 VC環(huán)境下Daytime協(xié)議的實(shí)現 根據以上所述，下面開(kāi)發(fā)一個(gè)可同時(shí)應用于IPv4和IPv6的實(shí)現Daytime協(xié)議的程序。該程序基于c／s結構，客戶(hù)端使用TCP協(xié)議連接到服務(wù)器端，向服務(wù)器發(fā)送請求；服務(wù)器收到請求后，將當前的時(shí)間發(fā)回客戶(hù)端。 4．1 服務(wù)器端程序設計 服務(wù)器端首先啟動(dòng)，通過(guò)調用socket()建立一個(gè)Socket，然后調用bind()將該Socket和本地網(wǎng)絡(luò )地址聯(lián)系在一起，再調用listen()使Socket做好偵聽(tīng)的準備，并規定請求隊列的長(cháng)度，之后就調用accept()接收連接。連接建立后，服務(wù)器端創(chuàng )建一個(gè)通信用的’Sock-et，把當前時(shí)間發(fā)回給客戶(hù)端。最后，在數據傳送結束后，調用close()關(guān)閉Socket。 服務(wù)器端設計過(guò)程如下： (1)創(chuàng )建服務(wù)器端套接字 (3)*并接收連接 4．2 客戶(hù)端程序設計 客戶(hù)端創(chuàng )建一個(gè)Socket，并調用connect()和服務(wù)器建立連接。連接建立后，客戶(hù)端等待服務(wù)器返回的當前時(shí)間。最后，待數據傳送結束后，調用close()關(guān)閉Socket。 客戶(hù)端設計過(guò)程如下。 (1)創(chuàng )建客戶(hù)端套接字 5 程序運行后的結果 當服務(wù)器運行后，可同時(shí)在IPv4和IPv6地址*，客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送請求，服務(wù)器接到請求后，向客戶(hù)端返回一個(gè)當前時(shí)間。此實(shí)驗達到了預期效果。 6 結 語(yǔ) 雖然IPv6網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)開(kāi)始實(shí)驗性部署，但是IPv4網(wǎng)絡(luò )向IPv6網(wǎng)絡(luò )的過(guò)渡和互通仍有一定難度，IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò )還需共存一段時(shí)間，因此開(kāi)發(fā)能夠同時(shí)支持IPv4和IPv6的網(wǎng)絡(luò )應用程序會(huì )變得越來(lái)越重要。 在此編寫(xiě)了一個(gè)能夠同時(shí)支持IPv4和IPv6協(xié)議的程序，此程序可以方便地進(jìn)行今后其他應用協(xié)議及軟件的移植，需在服務(wù)器端設計過(guò)程及客戶(hù)端設計過(guò)程中根據其具體協(xié)議及軟件進(jìn)行相應改變。 |
