Unix网络编程学习笔记之第12章 IPv4与IPv6的互操作性

一、 简单介绍

如果我们本章讨论的主机都是支持双栈的，即支持IPv4地址。也支持Ipv6地址。

我们本次讨论的点：client与server端使用的是不同类型的地址。由于同样类型的地址没什么可讲的。

二、 IPv4client与IPv6server

即。client使用IPv4地址套接字来通信，server端使用IPv6地址套接字通信。

原理：

0. 首先IPv6server主机保证既有IPv4地址，又有IPv6地址。

1. IPv4client通过getaddrinfo函数。找到server端的IPv4地址。然后进行连接。

2. 来自client的IPv4的SYN到达server端，server端内核就把这个IPv4的SYN，映射为IPv6的SYN(就是把IPv4的IP地址映射为IPv6的IP地址)。然后交给进程。所以server端accept、recvfrom的套接字地址都是IPv6的。

3. 然后server端进程进行响应ACK，进程发送一个IPv6的ACK到内核，内核查看目的地址。就知道这个IPv6的地址是经过映射过来的。

所以内核就是这个IPv6地址映射为IPv4地址发送出去。

4. 这样就正常通信了，即实际上还是通过IPv4包进行通信的。然而server和client进程都不知情的，这些工作由server内核完毕。

注意：假设IPv6server主机没有IPv4地址。则这种通信无法完毕。

三、 IPv6client与IPv4server

即，client使用IPv6地址套接字来通信。server端使用IPv4地址套接字通信。

原理：

0. 首先IPv4server主机中没有IPv6地址。

1. IPv6client通过getaddrinfo函数，且hints的结构中的标志为AI_V4MAPPED。则我们就能够通过getaddrinfo函数得到server主机的IPv4地址映射的IPv6地址。

2. 然后client使用这个IPv6地址调用connect，而内核检測出这个IPv6的地址是映射的，所以就会把这个IPv6地址转成IPv4地址。然后发送出去。

3. 这样IPv4server就得到了IPv4的SYN，然后响应IPv4的ACK。

4. client接收到这个IPv4的ACK后，内核就会把这个IPv4的ACK转为IPv6的ACK，从而进行通信。

5. 实际上还是通过IPv4的包进行通信的。server和client进程不知情。

由client内核完毕。

注意：假设此时IPv4server主机有IPv6地址。则虽然hints的结构中的标志为AI_V4MAPPED，可是getaddrinfo也返回原有的IPv6地址，这种话，两方无法完毕通信。这时我们能够通过在主机名上加-4。来规定仅仅查询A记录。

这样就能够通信了。

四、 错误的组合

上述的两种错误情况，都是由于内核无法将IPv6地址转为为IPv4地址，由于IPv6有128位，而IPv4地址仅仅有32位。

总结一下：即

即：

1. 显然假设两方都是单栈主机，也两方的协议必须同样。

2. IPv4双栈客户。无法与IPv6的单栈server通信。即上面的第1种错误情况。

3. Ipv6单栈客户。无法与Ipv4的双栈server通信。

4. IPv6双栈客户能否够与IPv4双栈客户通信取决于实现，即假设getaddrinfo获取的是IPv4映射的IPv6地址。则能够通信。

假设获取的是真正的IPv6地址，则无法通信。

5. 事实上问题就是在于实现了IPv6的主机上，尽量也要实现IPv4，这种话。我们能够看到。去除表的第二行和第而列，则表中的(无)就没有了。仅仅剩下(无*)。

五、 IPv6地址測试宏

有一些IPv6应用程序想要知道，某个IPv6地址究竟是IPv4映射过来的，还是本身就是IPv6地址。我们能够使用宏：

#include     <netinet/in.h>
int IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(const structin6_addr* apt);

来进行检測。

六、 建议

尽量写一些与详细协议无关的函数。

尽量使用与详细协议无关的函数。

还有从上述的表中能够看出，我们在编写server时，在server主机支持双栈协议的情况下。把server的地址写成IPv6地址。这样能够接收不论什么协议的client。