Linux API. Исчерпывающее руководство

Как и в случае с почтовой службой, если послать с одного адреса на другой несколько датаграмм (писем), нет никакой гарантии их прихода в том же порядке (при условии, что они вообще придут). Хотя датаграммы имеют одну особенность, которой нет в почтовых службах: исходные сетевые протоколы иногда повторяют передачу пакетов данных, из-за чего одна и та же датаграмма может быть получена несколько раз.

Применение системных вызовов для работы с датаграммными сокетами проиллюстрировано на рис. 52.4.

52.6.1. Обмен датаграммами: recvfrom() и sendto()

Системные вызовы recvfrom() и sendto() принимают и отправляют датаграммы на датаграммный сокет.

#include

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buffer, size_t length,

int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

Возвращает количество полученных байтов, 0, если обнаружен конец файла, или -1 при ошибке

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buffer, size_t length, int flags,

const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

Возвращает количество отправленных байтов или -1 при ошибке

Рис. 52.4. Список системных вызовов, которые используются для работы с датаграммными сокетами

Возвращаемое значение и первые три аргумента этих системных вызовов такие же, как у операций read() и write().

Четвертый аргумент, flags, представляет собой битовую маску, которая определяет специальные возможности ввода/вывода, связанные с сокетами. Мы вернемся к данной теме в разделе 57.3, когда познакомимся с системными вызовами recv() и send(). Если эти возможности не нужны, то аргументу flags можно передать 0.

Аргументы src_addr и addrlen используются, чтобы получить или задать адрес удаленного сокета — объекта взаимодействия.

В вызове recvfrom() аргументы src_addr и addrlen возвращают адрес удаленного сокета, с помощью которого была отправлена датаграмма. (Они аналогичны аргументам addr и addrlen в вызове accept(), возвращающим адрес подключающегося удаленного сокета.) Аргумент src_addr является указателем на структуру с адресом, совместимым с текущим доменом. По аналогии с вызовом accept(), аргумент addrlen может хранить результат выполнения. Изначально ему следует присвоить размер структуры, на которую указывает src_addr; во время возвращения он будет содержать количество байтов, записанных в эту структуру.

Если адрес отправителя неинтересен, то аргументам src_addr и addrlen можно передать значение NULL. В таком случае в контексте получения датаграммы вызовы recvfrom() и recv() эквивалентны. Для ее чтения можно воспользоваться и вызовом read(), который ведет себя так же, как recv() с аргументом flags, равным 0.

Независимо от значения аргумента length вызов recvfrom() извлекает из датаграммного сокета ровно одно сообщение. Если размер сообщения превышает заданное значение, то оно автоматически урезается до length байт.

При использовании системного вызова recvmsg() (см. раздел 57.13.2) усечение датаграммы можно обнаружить с помощью флага MSG_TRUNC, который возвращается в поле msg_flags структуры msghdr. Подробности см. на странице recvmsg(2) руководства.

В случае с вызовом sendto() аргументы dest_addr и addrlen описывают сокет, которому будет отправлена датаграмма. Они применяются по тому же принципу, что и в вызове connect(). Аргумент dest_addr представляет собой структуру с адресом, совместимым с текущим доменом. Ему передается адрес сокета-получателя. Его длина указывается с помощью аргумента addrlen.

Linux позволяет отправлять датаграммы нулевой длины, задействуя вызов sendto(), однако не все реализации UNIX это поддерживают.

52.6.2. Использование вызова connect() в сочетании с датаграммными сокетами

Датаграммные сокеты не нуждаются в соединении, однако при работе с ними тоже можно применять системный вызов connect(). Он заставляет ядро записать адрес удаленного сокета. Такие сокеты называются соединенными. Стандартные датаграммные сокеты, к которым не был применен вызов connect(), называют несоединенными.

После соединения датаграммного сокета:

• датаграммы, отправляемые с помощью вызова write() (или send()), автоматически передаются заданному удаленному сокету. Как и в случае с вызовом sendto(), каждая операция write() приводит к созданию отдельной датаграммы;

• мы можем читать только датаграммы, отправленные заданным удаленным сокетом.

Стоит отметить: для датаграммных сокетов вызов connect() имеет асимметричный эффект. Утверждения, приведенные выше, применимы только к сокетам, для которых был сделан вызов connect(), и не относятся к удаленным сокетам на другом конце соединения (если только удаленное приложение не вызвало connect() для своего сокета).