IPV6 TCP wireshark网络

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mob64ca1407216b 2024-10-29 12:31:17

文章标签 c++ socket 网络编程 ipv4移植ipv6 TCP 文章分类 架构后端开发

文章目录

1. IPv6简介
2. IPv6的长度
3. IPv6的表示方法

3.1 冒号分十六进制表示法
3.2 0位压缩表示法
3.3 内嵌IPv4地址表示法

4. socket 下ipv4到ipv6的移植

4.1 地址结构
4.2 地址赋值
4.3 socket创建
4.4 网络序转为字符串ip地址
4.5 字符串ip地址转为网络序
4.6 主机名和地址的转换

5. TCP_Server_IPv6.cpp
6. TCP_Client_IPv6.cpp
7. 启动服务端和客户端

1. IPv6简介

IPv6（Internet Protocol Version 6）是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议，号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网址。IPv6不仅能解决IPv4地址资源紧缺的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。

2. IPv6的长度

IPV4地址长度32位（2^32-1）

IPv6地址长度128位（2^128）

3. IPv6的表示方法

3.1 冒号分十六进制表示法

格式为X:X:X:X:X:X:X:X，其中每个X表示地址中的16位，以十六进制表示，例如:
ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789

这种表示法中，每个X的前导0是可以省略的，例如:
2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A

3.2 0位压缩表示法

在某些情况下，一个IPv6地址中问可能包含很长的一段0，可以把连续的一段0压缩为“::"。但为保证地址解析的唯一性，地址中”:"只能出现一次，例如:
FF01:0:0:0:0:0:0:1101→FF01:1101

0:0:0:0:0:0:0:1→::1

0:0:0:0:0:0:0:0→::

3.3 内嵌IPv4地址表示法

为了实现IPv4-IPv6互通，IPv4地址会嵌入IPv6地址中，此时地址常表示为:X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，前96b采用冒分十六进制表示，而最后32b地址则使用IPv4的点分十进制表示，例如::192.168.0.1与
:FFFF:192.168.0.1就是两个典型的例子。

4. socket 下ipv4到ipv6的移植

4.1 地址结构

ipv4地址结构：（16字节）

struct sockaddr_in
{
    short			sin_family; // 2 AF_INET
    unsigned short	sin_port; 	// 2
    struct in_addr	sin_addr;	// 4
    char		sin_zero[8];	// 8填充
}

ipv6地址结构：（28字节）

#include <ws2tcpip.h> // sockaddr_in6头文件

struct sockaddr_in6
{
    short			sin6_family; // 2 AF_INET6
    u_short			sin6_port;	 // 2
    u_long		sin6_flowinfo;	 // 4
    struct in6_addr sin6_addr;	 // 16
    u_long		sin6_scope_id;	 // 4
}

4.2 地址赋值

addr.sin_family = AF_INET;	// ipv4
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
addr.sin_port = htons(6000);

addr.sin6_family = AF_INET6; // ipv6
addr.sin6_addr = in6addr_any;
addr.sin6_port = htons(6000);

注意：

INADDR_ANY是主机字节序，而in6addr_any为网络字节序

4.3 socket创建

int socket(int domain, int type, int protocol);

差别在于ipv4时，第一个参数为AF_INET，而ipv6时，第一个参数为AF_INET6

socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  // ipv4
socket(AF_INET6, SOCK_STREAM, 0); // ipv6

4.4 网络序转为字符串ip地址

// ipv4
char* inet_ntoa(struct in_addr in);

// ipv6
char* inet_ntop(int family, const void* addrptr, char* strptr, size_t len);
// 例如
inet_ntop(AF_INET6, &addr.sin6_addr, strip, 100);

4.5 字符串ip地址转为网络序

// ipv4
in_addr_t inet_addr(const char* strptr);

// ipv6
int inet_pton(int af, const char* src, void *dst);
// 例如
inet_pton(AF_INET, "fe80:ce6:3cc:f93a:4203%5", &addr6.sin6_addr);

4.6 主机名和地址的转换

ipv4
使用gethostbyname和gethostbyaddr
ipv6
getaddrinfo和getnameinfo

例：

getaddrinfo(ipaddr, port, &hints, &res);

5. TCP_Server_IPv6.cpp

使用cmd的ipconfig查看自己主机的ipv6地址：

IPV6 TCP wireshark网络_ipv4移植ipv6

#include<winsock2.h>//winsock的头文件
#include<ws2tcpip.h>//sockaddr_in6的头文件
#include<iostream>
using  namespace  std;

//指定动态库的lib文件
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

//TCP服务端IPv6版
int main()
{

	//初始化winsock2.2相关的动态库
	WSADATA  wd;//获取socket相关信息
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wd) != 0)//0表示成功
	{
		cout << "WSAStartup  error:" << WSAGetLastError() << endl;
		return 0;
	}

	//1.创建TCP   socket , 流式套接字   ， AF_INET改为AF_INET6
	SOCKET   s = socket(AF_INET6, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
	if (s == INVALID_SOCKET)
	{
		cout << "socket  error:" << WSAGetLastError() << endl;
		return 0;
	}

	//2.绑定socket到一个IP地址和端口，  sockaddr_in改为sockaddr_in6
	sockaddr_in6   addr;//不建议使用sockaddr，建议用sockaddr_in
	memset(&addr, 0, sizeof(sockaddr_in6)); //重点，否则就10049错误
	addr.sin6_port = htons(8000);//网络字节序
	addr.sin6_family = AF_INET6; //地址族AF_INET改为AF_INET6

	//addr.sin6_addr = in6addr_any;//  把INADDR_ANY替换为in6addr_any，表示绑定任意ip 

	//addr.sin6_addr = inet_addr("127.0.0.1");//绑定指定地址， ipv4
	inet_pton(AF_INET6, "fe80::8055:681d:2c08:d728%18", &addr.sin6_addr);//绑定指定地址， ipv6



	int len = sizeof(sockaddr_in6);//地址结构大小改变 sizeof(sockaddr_in6)
	if (bind(s, (sockaddr *)&addr, len) == SOCKET_ERROR)
	{
		cout << "bind  error:" << WSAGetLastError() << endl;
		return 0;
	}

	//3.监听, 5代表正在等待完成相应的TCP三路握手过程的队列长度
	if (listen(s, 5) == SOCKET_ERROR)
	{
		cout << "listen  error:" << WSAGetLastError() << endl;
		return 0;
	}


	//4.接受客户端请求，并且返回和客户端通讯的套接字，sockaddr_in改为sockaddr_in6
	sockaddr_in6   addrClient;// 保存客户端IP地址端口 
	memset(&addrClient, 0, sizeof(sockaddr_in6));
	len = sizeof(sockaddr_in6);//地址结构大小改变 sizeof(sockaddr_in6)
	SOCKET c = accept(s, (sockaddr*)&addrClient, &len);//成功返回套接字
	if (c == INVALID_SOCKET)
	{
		cout << "accept  error:" << WSAGetLastError() << endl;
		return 0;
	}


	//5.发送，接受消息
	int  ret = 0;
	do
	{
		//向客户端发送数据,不能用监听套接字s，而应该用accept返回的套接字c
		ret = send(c, "I am  Server!", strlen("I am  Server!"), 0);//把flag置0

		//接受客户端的消息
		char buf[64] = { '\0' };
		ret = recv(c, buf, 64, 0);//把flag置0

		// inet_ntoa(addrClient.sin_addr) 改为  inet_ntop 
		char ipbuf[100] = { 0 };
		inet_ntop(AF_INET6, (LPVOID)&addrClient.sin6_addr, ipbuf, 100);

		cout << "recv	" <<  ipbuf<< ":    " << buf << endl;// inet_ntoa转换为IP字符串
	} while (ret != SOCKET_ERROR &&  ret != 0);//对方关闭，返回0 ，错误返回SOCKET_ERROR


	//6.关闭套接字
	closesocket(s);


	//清理winsock环境
	WSACleanup();


	return   0;
}

6. TCP_Client_IPv6.cpp

#include<winsock2.h>//winsock的头文件
#include<ws2tcpip.h>//sockaddr_in6的头文件
#include<iostream>
using  namespace  std;

//指定动态库的lib文件
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")


//TCP客户端
int main()
{

	//初始化winsock2.2相关的动态库
	WSADATA  wd;//获取socket相关信息
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wd) != 0)//0表示成功
	{
		cout << "WSAStartup  error:" << WSAGetLastError() << endl;
		return 0;
	}


	//1.创建TCP   socket , 流式套接字, AF_INET改为AF_INET6
	SOCKET   s = socket(AF_INET6, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
	if (s == INVALID_SOCKET)
	{
		cout << "socket  error:" << WSAGetLastError() << endl;
		return 0;
	}

	//2.链接服务端
	sockaddr_in6   addr;//不建议使用sockaddr，建议用sockaddr_in
	memset(&addr, 0, sizeof(sockaddr_in6)); //重点，否则就10049错误
	addr.sin6_port = htons(8000);//网络字节序 

	//addr.sin6_addr = inet_addr("127.0.0.1");//绑定指定地址， ipv4
	inet_pton(AF_INET6, "fe80::8055:681d:2c08:d728%18", &addr.sin6_addr);//绑定指定地址， ipv6

	addr.sin6_family = AF_INET6; //地址族
	int len = sizeof(sockaddr_in6);//结构大小改变sizeof(sockaddr_in6)

	if (connect(s, (sockaddr*)&addr, len) == SOCKET_ERROR)
	{
		cout << "connect  error:" << WSAGetLastError() << endl;
		return 0;
	}

	//3.接受发送消息
	int  ret = 0;
	do
	{
		//接受客户端的消息
		char buf[64] = { '\0' };
		ret = recv(s, buf, 64, 0);//把flag置0

		// inet_ntoa(addrClient.sin_addr) 改为  inet_ntop 
		char ipbuf[100] = { 0 };
		inet_ntop(AF_INET6, (LPVOID)&addr.sin6_addr, ipbuf, 100);


		cout << "recv	" << ipbuf << ":    " << buf << endl;// inet_ntoa转换为IP字符串

		//发送
		ret = send(s, "I am Client!", strlen("I am Client!"), 0);

		Sleep(1000);
	} while (ret != SOCKET_ERROR &&  ret != 0);


	//4.关闭套接字
	closesocket(s);

	//清理winsock环境
	WSACleanup();


	return   0;
}

7. 启动服务端和客户端

先启动服务端
再启动客户端
运行结果如下，通讯成功

IPV6 TCP wireshark网络_网络编程_02

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