1080:0:0:0:8:800:200С:417А
FF01:0:0:0:0:0:0:43
0:0:0:0:0:0:0:1
В связи с тем, что такие адреса являются слишком громоздкими и часто содержат приличное количество нулей, допускается сокращение. Все нули можно просто выбросить из записи адреса, а группы более чем из двух последовательных двоеточий заменить только одной парой двоеточий. Применение этих правил к записанным выше адресам дает следующий результат.
1080::8:800:200C:417A
FF01::43
::1
Если рассмотреть самый крайний случай, то адрес 0:0:0:0:0:0:0:0 превращается просто в выражение ::[133].
Последний метод записи IPv6-адресов заключается в том, что последние 32 бита представляются с разделительными точками, а первые 96 битов — с разделительными двоеточиями. При этом адрес обратной связи IPv6 ::1 будет записан либо как ::0.0.0.1, либо как 0:0:0:0:0:0:0.0.0.1.
IPv6 определяет любой адрес с 96 начальными нулями (за исключением адреса обратной связи и неустановленного адреса) как совместимый IPv4-адрес, который позволяет сетевым маршрутизаторам передавать через сети IPv6 пакеты, предназначенные для IPv4-хостов. Сокращение двоеточий позволяет легко записать IPv4-адрес как IPv6-адрес путем добавления :: перед стандартным десятичным адресом с точками. Такой тип адресов называется IPv4-совместимым IPv6-адресом. Такая адресация применяется только маршрутизаторами; обычные программы не могут воспользоваться ее преимуществами.
Программы, работающие на машинах IPv6 и требующие обращения к машинам IPv4, могут использовать отображенные IPv4-адреса. Они дополняют IPv4-адрес 80-ю нулевыми старшими разрядами и 16-битным значением 0xffff, которое записывается как ::ffff:, а за ним следует десятичный IPv4-адрес с точками. Подобная адресация позволяет большинству программ в системе, поддерживающей только версию IPv6, явно общаться с узлами IPv4.
IPv6-адреса хранятся в переменных типа struct sockaddr_in6.
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
struct sockaddr_in6 {
short int sin6_family; /* AF_INET6 */
unsigned short int sin6_port; /* номер порта */
unsigned int sin6_flowinfo; /* информация о потоке обмена IPv6 */
struct in6_addr sin6_addr; /* IP-адрес */
unsigned int sin6_scope_id; /* набор граничных интерфейсов */
}
Данная структура подобна struct sockaddr_in; здесь первый член сохраняет семейство адресов (в этом примере AF_INET6), а следующий — 16-битный номер порта в сетевом порядке байтов.
Четвертый член содержит двоичное представление IPv6-адреса, выполняя те же самые функции, что и последний член структуры struct sockaddr_in. Оставшиеся два элемента sin6_flowinfo и sin6_scope_id используются в более сложных задачах и для большинства приложений должны быть равны нулю.
Стандарты ограничивают struct sockaddr_in в точности тремя членами, тогда как struct sockaddr_in6 позволительно иметь дополнительные элементы. По этой причине программы, которые вручную заполняют struct sockaddr_in6, должны обнулить все данные структуры с помощью функции memset().
17.5.4. Манипулирование IP-адресами
В приложениях нередко требуется преобразовывать IP-адреса из удобочитаемых для человека представлений (либо десятичное с разделителями-точками, либо с разделителями-двоеточиями) в двоичное представление struct in_addr и наоборот. Функция inet_ntop() принимает двоичный IP-адрес и возвращает указатель на строку, содержащую десятичную форму с точками или двоеточиями.
#include <arpa/inet.h>
const char * inet_ntop(int family, const void * address, char * dest,
int size);
Здесь family — это адресное семейство того адреса, который передается во втором параметре; поддерживаются только AF_INET и AF_INET6. Следующий параметр указывает на struct in_addr или struct in6_addr6 в зависимости от первого параметра. Значение dest представляет массив символов, состоящий из size элементов, в котором хранится адрес, удобочитаемый для человека. Если форматирование адреса прошло успешно, то функция inet_ntop() возвращает dest, в противном случае возвращается NULL. Существуют только две причины, по которым inet_ntop() может не выполнить свою работу: если буфер назначения недостаточно велик для хранения форматированного адреса (переменной errno присваивается значение ENOSPC) или если параметр family задан неверно (errno содержит EAFNOSUPPORT).
INET_ADDRSTRLEN является константой, определяющей наибольший размер dest, необходимый для хранения любого IPv4-адреса. Соответственно, INET6_ADDRSTRLEN определяет максимальный размер массива для IPv6-адреса.
Программа-пример netlookup.с демонстрирует использование inet_ntop(); полная программа представлена далее в этой главе.
120: if (addr->ai_family == PF_INET) {
121: struct sockaddr_in * inetaddr = (void*)addr->ai_addr;
122: char nameBuf[INET_ADDRSTRLEN];
123:
124: if (serviceName)
125: printf("tport %d", ntohs(inetaddr->sin_port));
126:
127: if (hostName)
128: printf("thost %s",
129: inet_ntop(AF_INET, &inetaddr->sin_addr,
130: nameBuf, sizeof(nameBuf)));
131: } else if (addr->ai_family == PF_INET6) {
132: struct sockaddr_in6 *inetaddr =
133: (void *) addr->ai_addr;
134: char nameBuf[INET6_ADDRSTRLEN];
135:
136: if (serviceName)
137: printf("tport %d", ntohs(inetaddr->sin6_port));
138:
139: if (hostName)
140: printf("thost %s",
141: inet_ntop(AF_INET6, &inetaddr->sin6_addr,
142: nameBuf, sizeof(nameBuf)));
143: }
Обратное преобразование строки, содержащей адрес с точками или двоеточиями, в двоичный IP-адрес выполняет функция inet_pton().
#include <arpa/inet.h>
int inet_pton(int family, const char * address, void * dest);
Параметр family определяет тип преобразуемого адреса (либо AF_INET, либо AF_INET6), a address указывает на строку, в которой содержится символьное представление адреса. Если используется AF_INET, то десятичная строка с точками преобразуется в двоичный адрес, хранящийся в переменной, на которую указывает параметр dest структуры struct in_addr. Для AF_INET6 строка с двоеточиями преобразуется и сохраняется в переменной, на которую указывает dest структуры struct in6_addr. В отличие от большинства библиотечных функций, inet_pton() возвращает 1, если преобразование прошло успешно, 0, если dest не содержит соответствующий адрес, и -1, если параметр family не совпадает с AF_INET или AF_INET6.
Программа-пример reverselookup, код которой представлен далее в главе, использует функцию inet_pton() для преобразования IPv4- и IPv6-адресов, передаваемых пользователем, в структуры struct sockaddr. Ниже приводится раздел кода, выполняющий преобразования IP-адреса, на который указывает hostAddress. В конце данного кода struct sockaddr * addr указывает на структуру, содержащую преобразованный адрес.
79: if (!hostAddress) {
80: addr4.sin_family = AF_INET;
81: addr4.sin_port = portNum;
82: } else if (! strchr(hostAddress, ':')) {
83: /* Если в hostAddress появляется двоеточие, то принимаем версию IPv6.
84: В противном случае это IPv4-адрес */
85:
86: if (inet_pton(AF_INET, hostAddress,
87: &addr4.sin_addr) <= 0) {
88: fprintf(stderr, "ошибка преобразования IPv4-адреса %sn",
89: hostAddress);
90: return 1;
91: }
92:
93: addr4.sin_family = AF_INET;
94: addr4.sin_port = portNum;
95: } else {
96:
97: memset(&addr6, 0, sizeof(addr6));
98:
99: if (inet_pton(AF_INET6, hostAddress,
100: &addr6.sin6_addr) <= 0) {
101: fprintf(stderr, "ошибка преобразования IPv6-адреса %sn",
102: hostAddress);
103: return 1;
104: }
105:
106: addr6.sin6_family = AF_INET6;
107: addr6.sin6_port = portNum;
108: addr = (struct sockaddr *) &addr6;
109: addrLen = sizeof(addr6);
110: }
17.5.5. Преобразование имен в адреса
Длинные последовательности чисел являются отлично подходящим методом идентификации для компьютеров, позволяющим им однозначно узнавать друг друга. Однако большинство людей охватывает ужас при мысли о том, что придется иметь дело с большим количеством цифр. Для того чтобы разрешить людям применять текстовые названия для компьютеров вместо числовых, в состав протоколов TCP/IP входит распределенная база данных для взаимных преобразований имен хостов и IP-адресов. Эта база данных называется DNS (Domain Name System — служба имен доменов), она подробно рассматривается в [34] и [1].
