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使用Java开发兼容IPv6的网络应用程序

简介：根据现有 IPv4 地址的部署速度，剩余的地址将在 10 到 20 年被使用殆尽。因此网络逐渐从 IPv4 向 IPv6 转换是不可避免的，相应的各种网络应用程序都将支持 IPv6。对于 Java，从其 1.4 版开始对 IPv6 提供了较好的支持，对程序员基本屏蔽了 IPv4 和 IPv6 的差异，但其中仍有一些 IPv6 引起的变化需要我们小心处理。针对这一情况，本文介绍了如何运用现有的 Java 技术应对这些变化。

IPv6 背景介绍

目前我们使用的是第二代互联网 IPv4 技术，它的最大问题是网络地址资源有 限，从理论上讲，可以编址 1600 万个网络、40 亿台主机。但采用 A、B、C 三 类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣，以至目前的 IP 地 址近乎枯竭。网络地址不足，严重地制约了全球互联网的应用和发展。

一方面是地址资源数量的限制，另一方面是随着电子技术及网络技术的发展， 计算机网络将进入人们的日常生活，可能身边的每一样东西都需要连入全球因特 网。在这种网络空间匮乏的环境下，IPv6 应运而生。它的产生不但解决了网络地 址资源数量的问题，同时也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障 碍。

如果说 IPv4 实现的只是人机对话，那么 IPv6 则扩展到任意事物之间的对话 ，它不仅可以为人类服务，还将服务于众多硬件设备，如家用电器、传感器、远 程照相机、汽车等，它将是无时不在，无处不在的深入社会每个角落的真正的宽 带网，它所带来的经济效益也将非常巨大。

当然，IPv6 并非十全十美、一劳永逸，不可能解决所有问题。IPv6 只能在发 展中不断完善，也不可能在一夜之间发生，过渡需要时间和成本，但从长远看， IPv6 有利于互联网的持续和长久发展。目前，国际互联网组织已经决定成立两个 专门工作组，制定相应的国际标准。

Java 对 IPv6 的支持

随着 IPv6 越来越受到业界的重视，Java 从 1.4 版开始支持 Linux 和 Solaris 平台上的 IPv6。1.5 版起又加入了 Windows 平台上的支持。相对于 C++，Java 很好得封装了 IPv4 和 IPv6 的变化部分，遗留代码都可以原生支持 IPv6，而不用随底层具体实现的变化而变化。

那么 Java 是如何来支持 IPv6 的呢？ Java 网络栈会优先检查底层系统是否 支持 IPv6，以及采用的何种 IP 栈系统。如果是双栈系统，那它直接创建一个 IPv6 套接字（如图 1）。

图 1. 双栈结构

使用Java开发兼容IPv6的网络应用程序(2)

对于分隔栈系统，Java 则创建 IPv4/v6 两个套接字（如图 2）。如果是 TCP 客户端程序，一旦其中某个套接字连接成功，另一个套接字就会被关闭，这个套 接字连接使用的 IP 协议类型也就此被固定下来。如果是 TCP 服务器端程序，因 为无法预期客户端使用的 IP 协议，所以 IPv4/v6 两个套接字会被一直保留。对 于 UDP 应用程序，无论是客户端还是服务器端程序，两个套接字都会保留来完成 通信。

图 2. 分隔栈结构

如何验证 IPv6 地址

IPv6 地址表示

从 IPv4 到 IPv6 最显著的变化就是网络地址的长度，IPv6 地址为 128 位长 度，一般采用 32 个十六进制数，但通常写做 8 组每组 4 个十六进制的形式。 例如：

2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344 是一个合法的 IPv6 地址。如果 四个数字都是零，则可以被省略。

2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344 等同于 2001:0db8:85a3::1319:8a2e:0370:7344。

遵从这些规则，如果因为省略而出现了两个以上的冒号的话，可以压缩为一个 ，但这种零压缩在地址中只能出现一次。因此：

2001:0DB8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab 2001:0DB8:0000:0000:0000::1428:57ab 2001:0DB8:0:0:0:0

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