Компьютерные сети. 6-е изд.

Получив широкое распространение, сокеты де-факто стали стандартом абстрагирования транспортных служб для приложений. Часто сокет-API используется вместе с протоколом TCP для предоставления службы, ориентированной на установление соединения, — надежного потока байтов (reliable byte stream); на деле это надежный битовый канал, о котором мы говорили выше. Этот API может сочетаться и с другими протоколами, но в любом случае результат должен быть одинаковым для пользователя.

Преимущество сокет-API состоит в том, что приложение может использовать его и для других транспортных служб. К примеру, с помощью сокетов можно реализовать службу без установления соединения. В этом случае CONNECT задает адрес удаленного узла, а SEND и RECEIVE отправляют и получают дейтаграммы. (Иногда используется расширенный набор вызовов, например примитивы SENDTO и RECEIVEFROM, позволяющие приложению не ограничиваться одним транспортным узлом.) Иногда сокеты используются с транспортными протоколами, в которых вместо байтового потока применяется поток сообщений и которые могут включать (или не включать) контроль перегрузок. К примеру, дейтаграммный протокол с контролем перегрузок (Datagram Congestion Control Protocol, DCCP) является вариантом UDP с управлением перегрузкой (Колер и др.; Kohler et al., 2006). Необходимую службу выбирают сами пользователи.

Тем не менее последнее слово в вопросе транспортных интерфейсов, скорее всего, останется не за сокетами. Довольно часто приложениям приходится работать с группой связанных потоков, например браузер может одновременно запрашивать у сервера несколько объектов. В таком случае применение сокетов обычно означает, что для каждого объекта будет использоваться один поток. В результате управление перегрузкой будет выполняться отдельно для каждого потока (а не для всей группы). Безусловно, это далеко не оптимальный вариант, поскольку управление набором потоков становится задачей приложения. Чтобы более эффективно обрабатывать группы связанных потоков и уменьшить роль приложения в этом процессе, был создан ряд дополнительных протоколов и интерфейсов. В частности, протокол передачи с управлением потоками (Stream Control Transmission Protocol, SCTP), описанный в RFC 4960 (Форд; Ford, 2007), и протокол QUIC (он будет рассмотрен ниже). Эти протоколы слегка изменяют сокет-API для удобства работы с группами потоков, обеспечивая новые возможности, например работу со смешанным трафиком (с установлением соединения и без) и даже поддержку множественных сетевых путей.

6.1.4. Пример программирования сокета: файл-сервер для интернета

Чтобы узнать, как выполняются вызовы для сокета на практике, рассмотрим клиентский и серверный код на илл. 6.6. Имеется примитивный файл-сервер, работающий в интернете, и использующий его клиент. У программы много ограничений (о которых еще будет сказано), но теоретически данный код, описывающий сервер, может быть скомпилирован и запущен на любой UNIX-системе, подключенной к интернету. Код, описывающий клиента, может быть запущен с определенными параметрами. Это позволит ему получить любой файл, к которому у сервера есть доступ. Файл отображается на стандартном устройстве вывода, но, разумеется, может быть перенаправлен на диск или какому-либо процессу.

/* На этой странице содержится клиентская программа, запрашивающая файл у серверной программы, расположенной на следующей странице. Сервер в ответ на запрос высылает файл. */

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define SERVER_PORT 8080            /* По договоренности между клиентом и сервером */

#define BUF_SIZE 4096               /* Размер передаваемых блоков */

int main(int argc, char **argv)

{

int c, s, bytes;

char buf[BUF_SIZE];                /* буфер для входящего файла */

struct hostent *h;                 /* информация о сервере */

struct sockaddr_in channel;        /* содержит IP-адрес */

if (argc != 3) {printf("Для запуска введите: client имя_сервера имя_файла");                          exit(-1);}

h = gethostbyname(argv[1]);        /* поиск IP-адреса хоста */

if (!h) {printf("gethostbyname не удалось найти %s", argv[1]); exit(-1;}

s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

if (s <0) {printf("сбой вызова сокета"); exit(-1);}

memset(&channel, 0, sizeof(channel));

channel.sin_family= AF_INET;

memcpy(&channel.sin_addr.s_addr, h->h_addr, h->h_length);

channel.sin_port= htons(SERVER_PORT);

c = connect(s, (struct sockaddr *) &channel, sizeof(channel));

if (c < 0) {printf("сбой соединения"); exit(-1);}

/* Соединение установлено. Отправляется имя файла с нулевым байтом на конце */