【每日一记12】+第11天：IP双栈环境下网络应用迁移（七）

11.    IPv6客户端程序设计

IPv6客户端通过指定地址或域名来访问IPv4以及IPv6的服务端，如果服务提供方是IPv4，那么需要用IPv4-mapped IPv6地址的形式去访问。针对域名访问，需要采用DNS实现名称来解析，在IPv4环境下的解析库函数调用有两个：gethostbyname(正向解析)、gethostbyaddr(反向解析),此类解析用于IPv4环境。IPv6环境下则采用getaddrinfo和getnameinfo来解析IPv4和IPv6地址信息，getaddrinfo根据域名/服务名称以及相关hints等信息返回一组A和AAAA记录，每条返回的记录附加有用于创建socket所需的AF_xxx以及SOCK_xxx等信息，客户端程序通常利用循环语句针对getaddrinfo返回地址列表的每一项尝试创建socket以及connect对端，直到发现针对一条地址记录的socket和connect调用都返回成功为止。

客户端只需要知道服务端的域名以及服务端口，采用getaddrinfo调用返回的地址列表信息，就可以创建合适的地址族的socket和服务端连接。

n  Python的getaddrinfo使用示例：

解析www.hpe.com的地址信息，返回一个包含IPv4以及IPv6地址的列表

#python

>>> from socket import *

>>>from os import *

>>> from pprint import pprint

>>> list=getaddrinfo("www.hpe.com","www")

>>> pprint(list)

[(2, 1, 6, '', ('23.7.213.221', 80)),

(2, 2, 17, '', ('23.7.213.221', 80)),

(10, 1, 6, '', ('2600:1417:a000:195::1463', 80, 0, 0)),

(10, 2, 17, '', ('2600:1417:a000:195::1463', 80, 0, 0)),

(10, 1, 6, '', ('2600:1417:a000:1b4::1463', 80, 0, 0)),

>>> list[0][0:3]

(2, 1, 6)

>>> list[0][4]

('23.7.213.221', 80)

连接DNS解析返回列表中的第一项的IPv4地址，成功后在系统层面输出TCP连接的四元组信息：

>>> s=socket(*list[0][0:3])

>>> s.connect(list[0][4])

>>> system("ss -tn|grep 80")

ESTAB      0      0      192.168.100.165:39838      23.7.213.221:80    0

尝试用DNS解析返回列表中的第三项IPv6的地址信息来连接www.hpe.com，由于测试系统centos无法通达服务端IPv6地址，连接失败：

>>> s1=socket(*list[2][0:3])

>>> s1.connect(list[2][4])

Traceback (most recent call last):

  File "<stdin>", line 1, in <module>

  File "/usr/lib64/python2.7/socket.py", line 224, in meth

    return getattr(self._sock,name)(*args)

socket.error: [Errno 101] Network is unreachable

>>>

n  C语言的getaddrinfo使用示例：

main(int argc, char **argv)

{

         struct addrinfo         *res, *ainfo;

         struct addrinfo        hints;

         int   error;

         struct sockaddr_in6        peeraddr6;

         struct sockaddr_in6         addr6;

         char connect_addr[INET6_ADDRSTRLEN];

         if (argc != 2) {

                   fprintf(stderr, "Usage:  %s <remote host>\n", argv[0]);

                   exit(1);

         }

         memset ((char *)&hints, 0, sizeof(hints));

         hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;

         error =  getaddrinfo(argv[1], "www", &hints, &res);

         if (error != 0)

                   exit(1);

         for (ainfo = res; ainfo != NULL; ainfo = ainfo->ai_next) {

s = socket (ainfo->ai_family,ainfo->ai_socktype,ainfo->ai_protocol);

                   if (s == -1)

         continue；

                   if (connect(s, ainfo->ai_addr, ainfo->ai_addrlen) == -1)

                            continue；

                   else

                            break;

         }

………………………..

}

java，Python等语言对这些细节都做了很好的封装，如python中的socket.create_connection()就可以实现以上C代码的所有功能。

12.  结束语

本文对基于不同IP地址族的应用的访问方式以及具体实现的方法进行了简要说明， 同时也介绍了如何改造现有IPv4应用以适应新的IPv6环境，介绍了同时适用于IPv4以及IPv6环境的应用的方法。IPv6应用迁移是未来应用迁移发展的方向，希望本文内容对IPv6应用迁移感兴趣的读者有所帮助。