如何在Python中创建IPv6套接字？为什么会出现socket.error: (22, '无效参数')？

Question

我想在Python中创建一个IPv6的套接字，我是这样做的：

#!/usr/bin/env python
import sys
import struct
import socket

host = 'fe80::225:b3ff:fe26:576'
sa = socket.socket(socket.AF_INET6, socket.SOCK_DGRAM)
sa.bind((host , 50000))

但是失败了：

socket.error: (22, 'Invalid argument') ?

有没有人能帮我一下？谢谢！

我又尝试了这样做，但还是不行：

    >>>host = 'fe80::225:b3ff:fe26:576'
    >>>sa = socket.socket(socket.AF_INET6, socket.SOCK_DGRAM)
    >>>res = socket.getaddrinfo(host, port, socket.AF_UNSPEC, socket.SOCK_DGRAM, 0, socket.AI_PASSIVE)
    >>>family, socktype, proto, canonname, sockaddr = res[0]
    >>>print sockaddr
('fe80::225:b3ff:fe26:576', 50001, 0, 0)
    >>>sa.bind(sockaddr)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
  File "<string>", line 1, in bind
socket.error: (22, 'Invalid argument')

Answer 1

上面提到的还有一个缺失的点，就是fe80::*是链接本地地址。简单来说，这种地址只能在特定的网络连接上使用，所以你在使用的时候必须加上一个范围标识符（Scope ID）。
如果你不太明白，“链接本地”的意思就是这个地址只能在某个特定的网络上用，而因为这个地址是特定于网络的，理论上你可以在多个网络上使用同样的地址。
通常情况下，链接本地地址是通过把一个独特的硬件地址（EUI-48）转换成EUI-64格式，然后打开一个特定的位（U/L位）来生成的（查看这里）。不过，这并不是生成链接本地地址的唯一方法，其他方式也可能导致地址重复使用（我觉得没有什么规定禁止这样做）。所以你现在知道为什么它不工作了。
接下来的问题是，如何解决这个问题，或者说说你该从哪里获取范围标识符（Scope ID）。 不幸的是，这个并不是很明显。如果你查阅讨论“范围”的IPv6标准文档，你会发现它的定义比较笼统。实际上，如果你在Linux上运行这段代码（可能在Windows或Mac上也可以），你可以使用接口索引来获取。

需要注意的是，目前在nss-mdns中有一个bug，导致.local的名称返回的范围标识符总是为零，所以在Linux上使用.local名称基本上是行不通的，除非你的代码已经找到了范围标识符并自己设置了它。

Answer 2

这个问题可以分成两个部分

第一个问题

你应该使用 sa.bind(sockaddr)，其中 sockaddr 是通过 getaddrinfo 获取的

>>> HOST = 'localhost'
>>> PORT = 50007 
>>> res = socket.getaddrinfo(HOST, PORT, socket.AF_UNSPEC, socket.SOCK_DGRAM, 0, socket.AI_PASSIVE)
>>> family, socktype, proto, canonname, sockaddr = res[1]
>>> proto
17
>>> sockaddr
('fe80::1%lo0', 50007, 0, 1)

第二个问题

如果你查看 socket 文档中的示例，地址是

• http://docs.python.org/release/2.5.2/lib/module-socket.html

Socket 接受三个参数

socket( [family[, type[, proto]]])

根据文档的说明

Create a new socket using the given address family, 
socket type and protocol number. The address family 
should be AF_INET (the default), AF_INET6 or AF_UNIX. 
The socket type should be SOCK_STREAM (the default), 
SOCK_DGRAM or perhaps one of the other "SOCK_" constants. 
The protocol number is usually zero and may be omitted in that case.

如果你使用 getaddressinfo 来获取 proto 的值，那么这个值会和默认的 0 不一样

但是当我执行以下代码时，我得到的协议值是 17。你可能也想调查一下这个问题。

当然，对我来说，socket.has_ipv6 是 True。