在 Windows 上的所有环回接口(interface)上创建双栈套接字

Question

我正在尝试创建一个 dual-stack socket在 Windows 7 上，用于监听 127.0.0.1 和::1 接口(interface)。我不想监听所有接口(interface) (0.0.0.0)，只监听环回接口(interface)。

对于双栈套接字，我发现我需要禁用 IPV6_V6ONLY选项。我创建了一个示例应用程序来执行此操作(见下文)。当应用程序运行时，netstat -an 为我提供以下输出:

TCP    0.0.0.0:27015          0.0.0.0:0              LISTENING
TCP    [::1]:27015            [::]:0                 LISTENING

在::1 上使用 putty 连接时，一切正常。但是，当我尝试连接到 127.0.0.1 时，我收到“连接被拒绝”消息。

在禁用 V6ONLY 选项的情况下在“::”IPv6 地址上创建套接字时，我能够按预期在 IPv4 和 IPv6 上进行连接。

那么，我该如何创建一个同时监听 IPv4 和 IPv6 环回接口(interface)的套接字呢？

我用于测试的示例应用程序，改编自 here :

#include "stdafx.h"

#undef UNICODE

#define WIN32_LEAN_AND_MEAN

#include <windows.h>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

// Need to link with Ws2_32.lib
#pragma comment (lib, "Ws2_32.lib")
// #pragma comment (lib, "Mswsock.lib")

#define DEFAULT_BUFLEN 512
#define DEFAULT_PORT "27015"

int __cdecl main(void) 
{
    WSADATA wsaData;
    int iResult;

    SOCKET ListenSocket = INVALID_SOCKET;
    SOCKET ClientSocket = INVALID_SOCKET;

    struct addrinfo *result = NULL;
    struct addrinfo hints;

    int iSendResult;
    char recvbuf[DEFAULT_BUFLEN];
    int recvbuflen = DEFAULT_BUFLEN;

    // Initialize Winsock
    iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);
    if (iResult != 0) {
        printf("WSAStartup failed with error: %d\n", iResult);
        return 1;
    }

    ZeroMemory(&hints, sizeof(hints));
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    hints.ai_protocol = IPPROTO_TCP;
    //hints.ai_flags = AI_PASSIVE;

    // Resolve the server address and port
    iResult = getaddrinfo("localhost", DEFAULT_PORT, &hints, &result);
    if ( iResult != 0 ) {
        printf("getaddrinfo failed with error: %d\n", iResult);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    // Create a SOCKET for connecting to server
    ListenSocket = socket(result->ai_family, result->ai_socktype, result->ai_protocol);
    if (ListenSocket == INVALID_SOCKET) {
        printf("socket failed with error: %ld\n", WSAGetLastError());
        freeaddrinfo(result);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    // Disable V6ONLY, so we get IPv4 
    int disable = 0;
    iResult = setsockopt(ListenSocket, IPPROTO_IPV6, IPV6_V6ONLY, (char*)&disable, sizeof(disable));
    if (iResult == SOCKET_ERROR) {
        printf("setsockopt failed with error: %ld\n", WSAGetLastError());
        freeaddrinfo(result);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    // Setup the TCP listening socket
    iResult = bind( ListenSocket, result->ai_addr, (int)result->ai_addrlen);
    if (iResult == SOCKET_ERROR) {
        printf("bind failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
        freeaddrinfo(result);
        closesocket(ListenSocket);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    freeaddrinfo(result);

    iResult = listen(ListenSocket, SOMAXCONN);
    if (iResult == SOCKET_ERROR) {
        printf("listen failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
        closesocket(ListenSocket);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    // Accept a client socket
    ClientSocket = accept(ListenSocket, NULL, NULL);
    if (ClientSocket == INVALID_SOCKET) {
        printf("accept failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
        closesocket(ListenSocket);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    // No longer need server socket
    closesocket(ListenSocket);

    // Receive until the peer shuts down the connection
    do {

        iResult = recv(ClientSocket, recvbuf, recvbuflen, 0);
        if (iResult > 0) {
            printf("Bytes received: %d\n", iResult);

        // Echo the buffer back to the sender
            iSendResult = send( ClientSocket, recvbuf, iResult, 0 );
            if (iSendResult == SOCKET_ERROR) {
                printf("send failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
                closesocket(ClientSocket);
                WSACleanup();
                return 1;
            }
            printf("Bytes sent: %d\n", iSendResult);
        }
        else if (iResult == 0)
            printf("Connection closing...\n");
        else  {
            printf("recv failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
            closesocket(ClientSocket);
            WSACleanup();
            return 1;
        }

    } while (iResult > 0);

    // shutdown the connection since we're done
    iResult = shutdown(ClientSocket, SD_SEND);
    if (iResult == SOCKET_ERROR) {
        printf("shutdown failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
        closesocket(ClientSocket);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    // cleanup
    closesocket(ClientSocket);
    WSACleanup();

    return 0;
}

Answer 1

您必须为这种情况创建两个套接字。为每个协议(protocol)/地址创建一个单独的套接字是这样做的正常方法。如果你想监听 IPv4 和 IPv6 上的任何地址，可以使用 ::/0 和 V6ONLY=0 快捷方式，但除此之外你将拥有创建多个套接字。

从技术上讲，您可以将 V6ONLY=0 的服务器套接字绑定(bind)到 IPv4 映射地址，但这样做实际上没有任何意义。 IN6ADDR_ANY 是唯一有用的情况。它使套接字监听任何 IPv6 地址，包括 IPv4 映射地址(实际上是伪装的 IPv4 地址)。

一旦将套接字绑定(bind)到一个地址，该绑定(bind)就像一个过滤器，只有发往该地址的数据包才会在套接字上接收。并且 ::1 与 ::ffff:127.0.0.1 是不同的地址，因此绑定(bind)到一个的套接字将不会接收另一个的消息。您似乎假设 IPv4 和 IPv6 之间存在某种隐式映射，但除了 IPv4 映射地址外没有其他映射。每个地址都是唯一的。

一旦你绑定(bind)了一个套接字，它将只对一个地址有效。对于其他地址，您需要额外的套接字，因此在这些情况下，您不妨创建一个真正的 IPv4 套接字。