Radius 协议中的ipv6 处理算法思路

如果我们想要模拟一个协议或者多个协议进行相关的操作，那么首先我们要了解这个协议中的数据发送传输，如何定义包的类型和格式。通常情况下，很少有人用C#来做这些东西。因为如此底层的东西，C#做不了，我也不打算用C#做底层协议UDP或者Radius中的通信，但是如果你用来测试某个协议，从底层到上层两个终端之间的通信的话，我想C#还是可以做的。

引入：如果做协议包的收发测试，对于一般包的定义格式，通常情况下，会用byte[]数组对一个ip地址进行存储和发送。有的时候，例如一个ipv4地址，的话，简单的函数调用Split('.") 192.168.1.1就可以按着'.'进行了分割。那么对于radius协议中，如果使用ipv6进行通信地址格式的话，我们应该如何处理地址到一些字符数组中呢。下面看一下 RFC中的地址格式定义：

 

A summary of the NAS-IPv6-Address Attribute format is shown below.
   The fields are transmitted from left to right.

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |     Type      |    Length     |             Address
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
                                Address
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
                                Address
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
                                Address
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
               Address             |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

我们姑且不管如何到byte[]数组，毕竟他的存储范围是有限的，暂且在这篇文章中使用string数组进行存储。分割好的IPv6地址。说到IPV6的地址格式，对于不是很清楚的童鞋们，我简单的进行阐述。

算法输出结果预估，先写出来大家对算法目的看的更清楚

Input ： n:n:n:n:n:n:n:n。

OutPut：new string[8] {"n",....."n"} 直接输出

Input：3FFE:FFFF::8:800:20C4:0　　　　　　　　　　　　　　：：1

OutPut：{"3FFE","FFFF","0","0",...."20C4"，"0"} 补零输出　　{"0","0",......"1"}

Input：n:n:n:n:n:n:d.d.d.d

OutPut: {"n","n"....."d.d->16位16进制","d.d->16位16进制"}

Input: n:n::d.d.d.d

Output: {"n","n","0","0",...."d.d->16位16进制"}

算法部分：对于此种的ipv6地址，就算是当他最标准的吧，从头到尾都是：分割，那么，直接使用split函数以：分割即可，得到一个长度为8的数组。

对于有（：：）在地址里面的，我们首先使用：：将IP地址分成前后两个部分，之后计算前后两部分的长度，填充中间的省略的0的个数，返回冒号十六进制的形式IPV6标准数组。

对于混合式的IPv6地址比较复杂，因为如果单纯的是前96位：表示的IPv6地址加上后面的32位IPv4地址，也好处理，将后面的部分以'.'分割之后，变换成连个16位的ipv6即可。但是考虑到前面会有省略的一部分0的，也就是存在：：形式的IPv6地址，那么就要参考压缩式的处理方式先对：：进行分割后，在对存在'.'的ipv4混合地址进行处理。

附上代码，没来得及优化，测试几个还行。比较乱，有几个罗嗦的地方还需要改进。

public static string[] IPAddressToArray(string address)
        {
            string[] result = new string[8];
            //address = string.Empty;
            string[] ip = null;
            string[] iptemp = null;
            string[] iptempv4 = null;
            string[] ipresult = new string[8];
            //address = "5::2:10:20";
            string[] a = { "::" };
            if (address.Contains(':')) // ipv6 must contain ':'
            {
                if (address.Contains("::")) // for the ipv6 omit some zero (0) in the address
                {
                    ip = address.Split(a, StringSplitOptions.None);
                    iptemp = ip[0].Split(':');
                    iptempv4 = ip[1].Split(':');
                    int iptempLength = 0;
                    if (iptemp[0] != string.Empty)
                    {
                        iptempLength = iptemp.Length;
                    }
                    int iptempv4Length = iptempv4.Length;
                    int j = 0;
                    int n = 0;
                    int k = 8 - iptempLength - iptempv4Length;
                    bool containsPoint = false;
                    foreach (string ipa in iptempv4)
                    {
                        if (ipa.Contains('.'))
                        {
                            containsPoint = true;
                        }
                    }
                    if (!containsPoint) // ipv6 type not contain extended ipv4 (e.g. fec0:0:0:1::1234)
                    {
                        for (int i = 0; i < 8; i++)
                        {
                            while (iptempLength != 0 && j < iptempLength)
                            {
                                ipresult[i] = iptemp[j];
                                i++;
                                j++;
                            }
                            while (k != 0)
                            {
                                ipresult[i] = "0";
                                i++;
                                k--;
                            }
                            int m = 0;
                            while ((8 - i) != 0)
                            {
                                ipresult[i] = iptempv4[m];
                                i++;
                                m++;
                            }
                        }
                    }
                    else // incluede extended ipv4 in the address (e.g. 0:0:0:0:0:0:10.1.2.3 ===== ::10.1.2.3)
                    {
                        int i =0;
                        while(i<8)
                        {
                            while (iptempLength != 0 && j < iptempLength)
                            {
                                ipresult[i] = iptemp[j];
                                i++;
                                j++;
                            }
                            while (k - 1 != 0)
                            {
                                ipresult[i] = "0";
                                i++;
                                k--;
                            }
                            while (iptempv4Length != 0 && !iptempv4[n].Contains ('.'))
                            {
                                iptempv4Length--;
                                ipresult[i] = iptempv4[n];
                                n++;
                            }
                            ipresult[i] = MergeIpv4ToV6Type(iptempv4[iptempv4.Length - 1])[0];
                            ipresult[++i] = MergeIpv4ToV6Type(iptempv4[iptemp.Length - 1])[1];
                            i++;
                        }
                        result = ipresult;
                    }
                }
                else
                {
                    //no contains ipv6 means it do not ignore some zero in address (x:x:x:x:x:x:x:x or x:x:x:x:x:x:1.2.3.4)
                    iptemp = address.Split(':');
                    int iptempLength = iptemp.Length;
                    int m = 0;
                    for (int i = 0; i < iptemp.Length; i++)
                    {
                        while (iptempLength != 0 && !iptemp[i].Contains('.'))
                        {
                            ipresult[m] = iptemp[i];
                            m++;
                            i++;
                            iptempLength--;
                        }
                        if (iptemp[i].Contains('.') && iptempLength !=0)
                        {
                            ipresult[6] = MergeIpv4ToV6Type(iptemp[iptemp.Length - 1])[0];
                            ipresult[7] = MergeIpv4ToV6Type(iptemp[iptemp.Length - 1])[1];
                        }
                    }
                    result = ipresult;
                }

            }
            else // ipv4 split it directly
            {
                result = address.Split('.');
            }

            return result;
        }
        public static string[] MergeIpv4ToV6Type(string ipv4)
        {
            string[] ipresult = new string[2];
            string[] ipv4Array = ipv4.Split('.');
            ipresult[0] = Convert.ToString((Convert.ToInt32(ipv4Array[0]) + Convert.ToInt32(ipv4Array[1])), 16);
            ipresult[1] = Convert.ToString((Convert.ToInt32(ipv4Array[2] )+ Convert.ToInt32(ipv4Array[3])), 16);
            return ipresult;
        }

 

写的不好大家多拍砖。算法也可能有没覆盖的地方，多多包含。我也不多废话，直接引入百科内容，附上IPV6部分内容。

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在 Internet 协议版本 6 (IPv6) 中，地址的长度是 128 位。地址空间如此大的一个原因是将可用地址细分为反映 Internet 的拓扑的路由域的层次结构。另一个原因是映射将设备连接到网络的网络适配器（或接口）的地址。IPv6 提供了内在的功能，可以在其最低层（在网络接口层）解析地址，并且还具有自动配置功能。

　　文本表示形式

　　以下是用来将 IPv6 地址表示为文本字符串的三种常规形式：

　　（一）冒号十六进制形式。

　　这是首选形式 n:n:n:n:n:n:n:n。每个 n 都表示八个 16 位地址元素之一的十六进制值。例如：

　　3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:BA98:3210:4562.

　　（二）压缩形式。

　　由于地址长度要求，地址包含由零组成的长字符串的情况十分常见。为了简化对这些地址的写入，可以使用压缩形式，在这一压缩形式中，多个 0 块的单个连续序列由双冒号符号 (::) 表示。此符号只能在地址中出现一次。例如，多路广播地址 FFED:0:0:0:0:BA98:3210:4562 的压缩形式为 FFED::BA98:3210:4562。单播地址 3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0 的压缩形式为 3FFE:FFFF::8:800:20C4:0。环回地址 0:0:0:0:0:0:0:1 的压缩形式为 ::1。未指定的地址 0:0:0:0:0:0:0:0 的压缩形式为 ::。

　　（三）混合形式。

　　此形式组合 IPv4 和 IPv6 地址。在此情况下，地址格式为 n:n:n:n:n:n:d.d.d.d，其中每个 n 都表示六个 IPv6 高序位 16 位地址元素之一的十六进制值，每个 d 都表示 IPv4 地址的十进制值。

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