一、扩展报头粘性选项介绍

根据RFC 3542中的说明，存在两种机制可以用于发送携带HBH扩展报头的IPv6数据包，分别为：

使用ancillary data，可以为单个数据包指定扩展报头的选项内容；
使用setsockopt函数，可以为一个socket指定扩展报头的选项内容。设置完毕后，可以使该socket发出的所有数据包都携带指定的选项内容，所以也被称为粘性选项（"sticky" options）。再次调用setsockopt函数后，可以对扩展报头的选项内容进行更新。

二、设置函数

设置HBH扩展报头的粘性选项需要依次使用4种函数，分别为inet6_opt_init()，inet6_opt_append()，inet6_opt_set_val()，inet6_opt_finish()，且其中3种需要被调用2次。

2.1变量定义

#define OPT_X 0x3c // 定义TLV选项类型，此处自定义为0x3c

void* extbuf; // extension buffer，扩展报头缓存指针

socklen_t extlen; // extension length，扩展报头长度

int currentlen; // 当前长度

void* databuf; // data buffer，扩展报头数据部分缓存指针

int offset; // 偏移

uint32_t value4; // 4字节数据变量

uint64_t value8; // 8字节数据变量

int datalen; // TLV选项数据长度

2.2 第一次调用设置函数

第一次调用函数，用于获得扩展报头长度，为扩展报头分配内存空间，以便第二次调用时存放数据。

2.2.1 inet6_opt_init ()

int inet6_opt_init(void *extension_buffer,

socklen_t extension_length)

该函数返回扩展报头所需的字节数。

currentlen = inet6_opt_init(NULL, 0);

第一次调用该函数，用于开始计算扩展报头大小。

2.2.2 inet6_opt_append()

int inet6_opt_append(void *extension_buffer,

socklen_t extension_length,

int offset,

uint8_t option_type,

socklen_t option_length,

uint32_t alignment,

void **data_bufferp)

该函数返回添加了新TLV选项和对齐后的扩展报头新长度。

currentlen = inet6_opt_append(NULL, 0, currentlen, OPT_X, datalen, 8, NULL);

第一次调用该函数，根据准备设置的TLV选项的类型、数据长度等信息，更新扩展报头长度。OPT_X表示需要设置的TLV选项类型，datalen表示设置该选项的数据部分长度为12字节，8表示该TLV选项是8字节对齐。

2.2.3 inet6_opt_finish()

int inet6_opt_finish(void *extension_buffer,

                 socklen_t extension_length,

                 int offset)

该函数返回IPv6扩展报头增加填充字节后的长度，使扩展报头满足字节对齐要求。

currentlen = inet6_opt_finish(NULL, 0, currentlen);

第一次调用该函数，计算增加了填充选项（Pad1、PadN）后的长度，使扩展报头长度满足字节对齐要求。

2.3第二次调用设置函数

首先，应根据第一次调用3种函数后计算得到的扩展报头长度对变量进行更新：

extlen = currentlen; // 更新扩展报头长度

extbuf = malloc(extlen); // 为扩展报头分配内存空间

2.3.1 inet6_opt_init()

currentlen = inet6_opt_init(extbuf, extlen);

第二次调用该函数，基于extlen初始化extbuf。

此时extbuf指向的扩展报头内存空间中，前2字节为HBH头部，第一字节表示下一头部类型，函数暂不设置；第二字节表示扩展报头长度，函数通过extlen设置。

2.3.2 inet6_opt_append()

currentlen = inet6_opt_append(extbuf, extlen, currentlen, OPT_X, datalen, 8, &databuf);

第二次调用该函数，为扩展报头添加TLV选项，并使databuf指向扩展报头内存空间中的数据部分的起始字节处。

此时extbuf指向的扩展报头内存空间中，第三字节被函数填充为TLV选项类型OPT_X，第四字节为TLV选项数据长度，函数通过datalen设置，故databuf实际指向第5字节处。（注意，此处简化分析，实际情况可能并非从第三字节开始填充TLV选项，因为系统会先根据扩展报头长度和对齐要求填充Pad1或PanN选项）。

重复使用该函数，可以为同一个扩展报头添加多个TLV选项。

2.3.3 inet6_opt_set_val()

offset = 0;

value4 = 0x12345678; // 为4字节变量赋值

offset = inet6_opt_set_val(databuf, offset,&value4, sizeof(value4));

value8 = 0x0102030405060708; // 为8字节变量赋值

offset = inet6_opt_set_val(databuf, offset,&value8, sizeof(value8));

两次调用该函数，分别将value4和value8的数据填入databuf指向的扩展报头内存空间的数据部分。

2.3.4 inet6_opt_finish()

currentlen = inet6_opt_finish(extbuf, extlen, currentlen);

第二次调用该函数，系统根据扩展报头长度和对齐要求在扩展报头内存空间中填充Pad1或PanN选项，使满足对齐要求。

2.4 setsockopt()

int setsockopt(int socket_descriptor,

int level,

int option_name,

char *option_value,

int option_length)

该函数用于设置socket。

setsockopt(m_sock, IPPROTO_IPV6,IPV6_HOPOPTS,extbuf, currentlen);

在上述函数调用完毕后，为socket设置HBH扩展头，设置level为IPPROTO_IPV6；option_name为IPV6_HOPOPTS；extbuf指向扩展报头内存空间，使socket能访问HBH扩展头数据。

三、扩展报头内容修改

在依次调用inet6_opt_init()，inet6_opt_append()，inet6_opt_set_val()，inet6_opt_finish()和setsockopt函数后，socket发出的数据包都将带有设置好的HBH扩展报头。

如果需要修改扩展报头内容，而不改变数据长度，再次调用inet6_opt_set_val()和setsockopt即可；如果需要修改数据长度，则需要全部重新设置。在重新设置完成后，socket发出的数据包的HBH扩展报头都会被更新。

参考文献：

IBM Documentation

RFC 3542 - Advanced Sockets Application Program Interface (API) for IPv6

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