WindowsでのIPv6プログラミング講座　第１回

http://msdn.microsoft.com/visualc/vctoolkit2003/

　ただし提供されるツール群はコマンドラインベースのツールのみであり、GUIによる統合開発環境（IDE）は付属しません。またヘッダやライブラリも言語仕様に関連する最小限度のものの付属にとどまります。したがって、Microsoft Visual Studio .NET 2003と完全に同じ環境を構築できるわけではありません。本シリーズでは極力、Microsoft Visual C++ Toolkit2003でコンパイルと動作確認が行えるサンプルコードを提示しますが、中にはコンパイルできないものがあるかもしれません。

  ●PATH=
    C:\Program Files\Microsoft Platform SDK\Bin;
    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
    C:\Program Files\Microsoft Platform SDK\Bin\WinNT;
    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\Common7\IDE;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\VC7\BIN;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\Common7\Tools;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\Common7\Tools\bin\prerelease;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\Common7\Tools\bin;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\SDK\v1.1\bin;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\SDK\v1.1\v1.1.4322

  ●INCLUDE=
    C:\Program Files\Microsoft Platform SDK\include;
    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\VC7\ATLMFC\INCLUDE;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\VC7\INCLUDE;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\VC7\PlatformSDK\include\prerelease;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\VC7\PlatformSDK\include;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\SDK\v1.1\include

  ●LIB=
    C:\Program Files\Microsoft Platform SDK\lib;
    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\VC7\ATLMFC\LIB;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\VC7\LIB;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\VC7\PlatformSDK\lib\prerelease;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\VC7\PlatformSDK\lib;
    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\SDK\v1.1\lib

Microsoft Visual C++ Toolkit 2003を使用する場合の環境変数の設定です。

  ●PATH=
    C:￥Program Files￥Microsoft Platform SDK￥Bin;
    C:￥Program Files￥Microsoft Platform SDK￥Bin￥WinNT;
    C:￥Program Files￥Microsoft Visual C++ Toolkit 2003￥bin


  ●INCLUDE=
    C:￥Program Files￥Microsoft Platform SDK￥include;
    C:￥Program Files￥Microsoft Visual C++ Toolkit 2003￥include

  ●LIB=
    C:￥Program Files￥Microsoft Platform SDK￥lib;
    C:￥Program Files￥Microsoft Visual C++ Toolkit 2003￥lib

　getv6addr.exeコマンドは引数に与えられたホスト名からIPv6アドレスを求めるプログラムです。コンパイルして生成されたバイナリにホスト名を与えて実行してください。図1の下部のの実行例は、ホスト "www.ipv6style.jp" のIPv6アドレスを取得して画面に表示したものです。

図1 getv6addr.cのコンパイルと実行例

C:\>cl getv6addr.c ws2_32.lib      ←コマンドラインからのコンパイル
Microsoft(R) 32-bit C/C++ Optimizing Compiler Version 13.10.3077 for 80x86
Copyright (C) Microsoft Corporation 1984-2002. All rights reserved.

getv6addr.c
Microsoft (R) Incremental Linker Version 7.10.3077
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

/out:getv6addr.exe
getv6addr.obj
ws2_32.lib

C:\>getv6addr www.ipv6styel.jp     ← バイナリの実行
www.ipv6style.jp IPv6 address : 2001:218:2001:3000::56

getv6addr.cの内容

#include ‹winsock2.h›
#include ‹ws2tcpip.h›
#include ‹stdio.h›

int main(int argc, char *argv[])
{
    char *nodename;
    WSADATA wsaData;
    ADDRINFO hints;
    LPADDRINFO ai, ai0;
    int e;

    /* parsing command line argument */
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "syntax: getv6addr HOSTNAME\n");
        exit(1);
    }
    nodename = argv[1];

    /* initilizing Windows Socket */
    WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

    /* resolving "www.ipv6style.jp" */
    memset(&hints, 0, sizeof(hints));
    hints.ai_family = AF_INET6;
    if (e = getaddrinfo(nodename, NULL, &hints, &ai0)) {
        fprintf(stderr, "%s: %s\n", nodename, gai_strerror(e));
        WSACleanup();
        exit(1);
    }

    /* print IPv6 address if resolv process is succeeded */
    for (ai = ai0; ai; ai = ai->ai_next) {
        char v6addrstr[NI_MAXHOST];
        getnameinfo(ai->ai_addr, ai->ai_addrlen,
            v6addrstr, sizeof(v6addrstr),  NULL, 0, NI_NUMERICHOST);

        printf("%s IPv6 address: %s\n", nodename, v6addrstr);
    }

    /* cleanup */
    freeaddrinfo(ai0);
    WSACleanup();
}

 #include ‹winsock2.h›
 #include ‹ws2tcpip.h›

 #include ‹sys/types.h›
 #include ‹sys/socket.h›
 #include ‹netdb.h›

   cl getv6addr.c ws2_32.lib
                  ^^^^^^^^^^ 

  [ プログラム開始 ]
          ↓
  [ コマンドラインの検査とホスト名の文字列を獲得 ]
          ↓
  [ WinSockのスタートアップ処理 ]
          ↓
  [ getaddrinfo() 関数によりホスト名からIPv6アドレスを取得（名前解決）] .... (1)
          ↓
  [ 名前解決が成功しているならば、
    getnameinfo() 関数によりIPv6アドレスを文字列表現に変換
    画面に表示 ] .... (2)
          ↓
  [ freeaddrinfo()により名前解決結果を開放 ] .... (3)
          ↓
  [ WinSockの終了処理 ]
          ↓
  [ プログラム終了 ]

　getaddrinfo(), getnameinfo(), freeaddrinfo(), gai_strerror()の4つのAPIを使用しましたが、これらのAPIはサーバ・クライアントを問わず多くのプログラムで使用される重要なAPIです。RFC3493で使用方法が定義されており、個別のシステムによって制約や相違はあるのものの、ほとんどのIPv6対応OSで利用できるAPIです。今回はこれらの概略のみを説明しました。関連するデータ構造（ADDRINFO構造体）や引数の詳細な意味は次回に詳しく解説します。

  MAKEWORD(a, b) = b * 16 + a

　リスト1にはMAKEWORD(2, 2)という行があります。これは、16ビットのWORD整数を生成するマクロで、WinSockバージョンを指定するときに非常によく用いられます。MAKEWORD(2, 2) = 0x0202となります。このマクロにより生成されるWORD値は、第1引数が下位バイト、第2引数が上位バイトになります。たとえばMAKEWORD(0x03,0x04)=4*16+3=67です。引数の順序には気を付けてください。

構造体とポインタ型の表現形式

　WinSockに限らず、Windowsプログラミングでは、構造体やそれへのポインタ型をすべて大文字で書く習慣があります。一例を表2に挙げると

　WinSock APIにはバージョンによって機能が大きく異なっています。バージョン1.1はTCP/IP(IPv4)のみの対応でWindows 95以前のOSに搭載されています。Windows NT/98以降では、OSに標準でWinSock 2が搭載されます。TCP/IP以外にも、複数のプロトコルに対応できるようにマルチプロトコル化されました。また、重複I/Oなどのアクセスモデルに対応しています。IPv6プログラミングではバージョン2.2を指定します。

WinSockの初期化方法

関数プロトタイプ

  int WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);
  int WSACleanup(void);

　リスト1では、プログラムの終了時にWSACleanup()関数を呼び出しています。これはWinSockの終了処理を行う関数です。

　今回は開発環境の整備と簡単なサンプルプログラムのコンパイルを行いました。またUNIXプログラマを主な対象としてWin32 API/WinSockとバークレーソケットとの表記の違いも述べました。次回はTCPを利用したIPv6プログラムの作成について解説します。

参考文献

［1］萩野純一郎著,小川彩子訳,「IPv6ネットワークプログラミング」,2003年4月,アスキー
［2］大川誠,「WinSockアプリケーションのIPv6対応はどうやるか」,2003年7月,インプレスIPv6Style,http://www.ipv6style.jp/jp/apps/
20030711/index.html
［3］ルイス・ナッパー著,江村豊訳,「WinSock2プログラミング改定第2版」,ソフトバンクパブリシング,2005年1月

※注1
WinSockバージョン1.1ではインポートライブラリとしてwsock32.libを使用します。IPv6プログラミングではWinSock2の利用を前提としますので、ws2_32.libをリンクしてください。なおWinSockのバージョンについてはWinSockのバージョンについての節を参照してください。

※注2
アドレスの表現形式の変換には、UNIX(FreeBSD/Linuxなど)ではinet_ntop()/inet_pton()、WinSock APIではWSAAddressToString()/WSAStringToAddress()関数も利用可能です。