UNIX: разработка сетевых приложений

TCP — это потоковый протокол, использующий окно переменной величины (sliding window), поэтому в TCP отсутствует такое понятие, как граница записи, и невозможно переполнение буфера получателя отправителем в результате передачи слишком большого количества данных. Однако в случае UDP каждой операции ввода соответствует одна дейтаграмма UDP (запись), поэтому возникает вопрос: что произойдет, когда полученная дейтаграмма окажется больше приемного буфера приложения?

UDP — это ненадежный протокол, однако существуют приложения, в которых UDP использовать целесообразнее, чем TCP. Мы рассмотрим факторы, под влиянием которых UDP оказывается предпочтительнее TCP. В UDP-приложения необходимо включать ряд функций, в некоторой степени компенсирующих ненадежность UDP: тайм-аут и повторную передачу, обработку потерянных дейтаграмм и порядковые номера для сопоставления ответов запросам. Мы разработаем набор функций, которые сможем вызывать из наших приложений UDP.

Если реализация не поддерживает параметр сокета IP_RECVDSTADDR, один из способов определить IP-адрес получателя UDP-дейтаграммы заключается в связывании всех интерфейсных адресов и использовании функции select.

Большинство серверов UDP являются последовательными, но существуют приложения, обменивающиеся множеством дейтаграмм UDP между клиентом и сервером, что требует параллельной обработки. Примером может служить TFTP (Trivial File Transfer Protocol — упрощенный протокол передачи файлов). Мы рассмотрим два варианта подобного согласования — с использованием суперсервера inetd и без него.

В завершение этой главы мы рассмотрим информацию о пакете, которая может быть передана во вспомогательных данных дейтаграммы IPv6: IP-адрес отправителя, отправляющий интерфейс, предельное количество транзитных узлов исходящих дейтаграмм и адрес следующего транзитного узла. Аналогичная информация — IP-адрес получателя, принимающий интерфейс и предельное количество транзитных узлов — может быть получена вместе с дейтаграммой IPv6.

22.2. Получение флагов, IP-адреса получателя и индекса интерфейса

Исторически функции sendmsg и recvmsg использовались только для передачи дескрипторов через доменные сокеты Unix (см. раздел 15.7), но даже это происходило сравнительно редко. Однако в настоящее время популярность этих двух функций растет по двум причинам:

1. Элемент msg_flags, добавленный в структуру msghdr в реализации 4.3BSD Reno, возвращает приложению флаги сообщения. Эти флаги мы перечислили в табл. 14.2.

2. Вспомогательные данные используются для передачи все большего количества информации между приложением и ядром. В главе 27 мы увидим, что IPv6 продолжает эту тенденцию.

В качестве примера использования функции recvmsg мы напишем функцию recvfrom_flags, аналогичную функции recvfrom, но дополнительно позволяющую получить:

■ возвращаемое значение msg_flags;

■ адрес получателя полученной дейтаграммы (из параметра сокета IP_RECVDSTADDR);

■ индекс интерфейса, на котором была получена дейтаграмма (параметр сокета IP_RECVIF).

Чтобы можно было получить два последних элемента, мы определяем в нашем заголовке unp.h следующую структуру:

struct in_pktinfo {

 struct in_addr ipi_addr;    /* IPv4-адрес получателя */

 int            ipi_ifindex; /* индекс интерфейса, на котором была

                                получена дейтаграмма */

};

Мы выбрали имена структуры и ее элементов так, чтобы получить определенное сходство со структурой IPv6 in6_pktinfo, возвращающей те же два элемента для сокета IPv6 (см. раздел 22.8). Наша функция recvfrom_flags будет получать в качестве аргумента указатель на структуру in_pktinfo, и если этот указатель не нулевой, возвращать структуру через указатель.

Проблема построения этой структуры состоит в том, что неясно, что возвращать, если недоступна информация, которая должна быть получена из параметра сокета IP_RECVDSTADDR (то есть реализация не поддерживает данный параметр сокета). Обработать индекс интерфейса легко, поскольку нулевое значение может использоваться как указание на то, что индекс неизвестен. Но для IP-адреса все 32-разрядные значения являются действительными. Мы выбрали такое решение: адрес получателя 0.0.0.0 возвращается в том случае, когда действительное значение недоступно. Хотя это реальный IP-адрес, использовать его в качестве IP-адреса получателя не разрешается (RFC 1122 [10]). Он будет действителен только в качестве IP-адреса отправителя во время начальной загрузки узла, когда узел еще не знает своего IP-адреса.