IPv4 和 IPv6 在套接字级别有什么区别吗？答案

【问题标题】：Is there any difference between IPv4 and IPv6 at the socket level?IPv4 和 IPv6 在套接字级别有什么区别吗？
【发布时间】：2010-03-01 15:38:36
【问题描述】：

我需要将 IPv6 支持添加到当前仅支持 IPv4 的现有基于套接字的应用程序中。为了迎接即将到来的 IPv6 时代，有人命令我为应用程序添加 IPv6 接口，让外界在尝试与应用程序通信时选择 IPv4 接口或 IPv6 接口。

我的问题是：对于 Linux 中的套接字处理 API 级别，处理基于 IPv4 的套接字和基于 IPv6 的套接字之间是否没有区别？

更进一步，是否可以让套接字监听具有相同端口的两个 IP 地址？如果这是真的，那么我想实现这个需求是一件微不足道的工作。

【问题讨论】：

标签： linux sockets

【解决方案1】：

不可能使用 1 个 TCP 套接字监听 2 个不同的 IP 地址，但是如果您使用 in6addr_any 地址监听所有接口，那也将包括所有 IPv4 地址（尽管我相信例如 linux 有一个内核禁用该映射的选项）。

（较新版本的）套接字 API 对于您使用的是 IPv4 还是 IPv6 非常透明，但必须非常小心地了解 IPv4 应用程序的典型编码方式。

例如这个接受连接并打印出远程主机地址的 IPv4 代码：

 struct sockaddr_in client_addr;
 socklen_t addr_len = sizeof(client_addr);
 client_data->fd = accept(server_fd,(struct sockaddr*)&client_addr,&addr_len);
 log_printf("New client from %s\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr.s_addr));

必须转换为以下内容，同时处理 IPv4 和 IPv6

 struct sockaddr_storage client_addr;
 char numeric_addr[INET6_ADDRSTRLEN];
 socklen_t addr_len = sizeof(client_addr);
 client_data->fd = accept(server_fd,(struct sockaddr*)&client_addr,&addr_len);
 if(client_addr.ss_family == AF_INET)
    log_printf("New client from %s\n",inet_ntop(client_addr.ss_family,((struct sockaddr_in*)&client_addr)->sin_addr.s_addr ,numeric_addr,sizeof numeric_addr));
 else if(client_addr.ss_family == AF_INET6)
    log_printf("New client from %s\n",inet_ntop(client_addr.ss_family,((struct sockaddr_in6*)&client_addr)->sin6_addr ,numeric_addr,sizeof numeric_addr));

虽然我相信你可以使用getaddrinfo() 做得更加优雅和透明

以下是有关 IP 层独立性的附加说明： http://uw714doc.sco.com/en/SDK_netapi/sockC.PortIPv4appIPv6.html http://www.kame.net/newsletter/19980604/

【讨论】：

@nos ：感谢您的帮助。我还有一个问题，是否可以将一个 udp 套接字绑定到多个 IP 地址？例如，一个用于 ipv4，一个用于 ipv6，总共 2 个。
不，您也不能将 UDP 套接字绑定到超过 1 个（或全部）的 IP 地址。不过，您可以使用 SCTP，利用其多宿主功能。对于 TCP 或 UDP，您必须为每个要监听的地址创建 1 个套接字，除非您想监听所有 IP 地址
要获得双栈套接字，有一个套接字选项可以启用或禁用双栈行为 - 搜索 IPV6_V6ONLY 以获取更多信息。如果您不这样做，您的程序将在某些操作系统、特定版本上神秘地失败。

【解决方案2】：

对于 IPv4 和 IPv6，大部分套接字处理是相同的。在服务器上，一旦您绑定了地址，对listen、accept、recv 和send 的调用对于 IPv4 和 IPv6 连接都将同样有效。

但是任何处理地址的函数，例如connect、bind、getsockname、getpeername，都需要修改，因为您需要使用sockaddr_in6。此外，您需要修改使用地址的函数（例如，对inet_addr 的调用需要更改为inet_pton）。

在 Linux 上，如果您绑定到 in6addr_any，则与该端口的 IPv4 和 IPv6 连接都将起作用（尽管这可能会侦听 2 个以上的地址，因为它还将侦听 IPv4 环回 127.0.0.1 和 IPv6环回::1)。但是在 Windows 上，我一直无法让它工作，我需要在一个套接字上监听 IPv4 和另一个套接字来监听 IPv6。

【讨论】：

在 Windows 中，通过重新设计的双栈套接字堆栈架构，在 Vista 中引入了单个套接字在单个端口上侦听和接受 IPv4 和 IPv6 客户端的能力。创建一个 IPv6 侦听套接字并将新的 IPV6_V6ONLY 套接字选项设置为 False 以允许 IPv4 客户端在其上。
@RemyLeabeauTeamB - 谢谢 - 这些信息很有帮助。

【解决方案3】：

Beej 的网络编程指南解决了 IPv4 和 IPv6 编码的差异。 http://beej.us/guide/bgnet/

他专门用一节来更改您现有的 IPv4 代码以处理 IPv6。

他还解释了如何在套接字级别进行抽象编码，这样您就不需要知道您是在处理 IPv4 地址还是 IPv6。

【讨论】：

【解决方案4】：

我认为有区别，主要是如何分配/显示 IP 地址和子网掩码。

采用传入 IPv4 地址的方法将不起作用并在为它们提供纯 IPv6 时引发异常，因此您的方法将需要检查启动了哪种连接，除了我不这么认为.

【讨论】：

【解决方案5】：

IPv6 是 128 位地址空间，与IPv4（32 位）相比，提供更多功能（无状态、多播、更简单的路由器处理等），IPv4 的地址空间即将耗尽，但在 NAT/SNAT 的帮助下，它可能会增加 IPv4 协议的寿命。使用 IPv6 取决于操作系统是否支持新协议。它当然可以在 Windows 7、Linux 上使用...主要是 IPv6 向后兼容 IPv4...

要回答您的问题，这取决于操作系统可以支持 IPv6 网络堆栈的 API 级别，以下是在 MSDN 上找到的 IPv6 套接字示例示例，对于 Linux，套接字的使用主要是除了您将使用sockaddr_in6...

希望这会有所帮助，此致，汤姆。

【讨论】：