UNIX: разработка сетевых приложений

Получение асинхронных ошибок ICMP на сокет UDP всегда было и продолжает оставаться проблемой. Ядро получает сообщения об ошибках ICMP, но они редко доставляются приложениям, которым необходимо о них знать. Мы видели, что для получения этих ошибок в API сокетов требуется присоединение сокета UDP к одному IP-адресу (см. раздел 8.11). Причина такого ограничения заключается в том, что единственная ошибка, возвращаемая функцией recvfrom, является целочисленным кодом errno, а если приложение посылает дейтаграммы по нескольким адресам, а затем вызывает recvfrom, то данная функция не может сообщить приложению, какая из дейтаграмм вызвала ошибку.

В данном разделе предлагается решение, не требующее никаких изменений в ядре. Мы предлагаем демон ICMP-сообщений icmpd, который создает символьный сокет ICMPv4 и символьный сокет ICMPv6 и получает все ICMP-сообщения, направляемые к ним ядром. Он также создает потоковый сокет домена Unix, связывает его (при помощи функции bind) с полным именем /tmp/icmpd и прослушивает входящие соединения (устанавливаемые при помощи функции connect) клиентов с этим сокетом. Схема соединений изображена на рис. 28.7.

Рис. 28.7. Демон icmpd: создание сокетов

Приложение UDP (являющееся клиентом для демона) сначала создает сокет UDP, для которого оно хочет получать асинхронные ошибки. Приложение должно связать (функция bind) с этим сокетом динамически назначаемый порт; для чего это делается, будет пояснено далее. Затем оно создает доменный сокет Unix и присоединяется (функция connect) к заранее известному полному имени файла демона. Это показано на рис. 28.8.

Рис. 28.8. Приложение создает свой сокет UDP и доменный сокет Unix

Далее приложение «передает» свой UDP-сокет демону через соединение домена Unix, используя технологию передачи дескрипторов, как показано в разделе 15.7. Такой подход позволяет демону получить копию сокета, так что он может вызвать функцию getsockname и получить номер порта, связанный с сокетом. На рис. 28.9 показана передача сокета.

Рис. 28.9. Пересылка сокета UDP демону через доменный сокет Unix

После того как демон получает номер порта, связанный с UDP-сокетом, он закрывает свою копию сокета, и мы возвращаемся к схеме, приведенной на рис. 28.8.

ПРИМЕЧАНИЕ

Если узел поддерживает передачу данных, идентифицирующих отправителя (см. раздел 15.8), приложение также может послать эти данные демону. Затем демон может проверить, можно ли допускать данного пользователя к данному устройству.

В таком случае в результате любой ошибки ICMP, полученной демоном в ответ на UDP-дейтаграмму, посланную с порта, который связан с UDP-сокетом приложения, демон посылает приложению сообщение (о котором мы рассказываем чуть ниже) через доменный сокет Unix. Тогда приложение должно использовать функцию select или poll, чтобы обеспечить ожидание прибытия данных либо на UDP-сокет, либо на доменный сокет Unix.

Сначала рассмотрим исходный код приложения, использующего данный демон, а затем и сам демон. В листинге 28.20 приведен заголовочный файл, подключаемый и к приложению, и к демону.

Листинг 28.20. Заголовочный файл unpicmpd.h

//icmpd/unpicmpd.h

 1 #ifndef __unpicmp_h

 2 #define __unpicmp_h

 3 #include "unp.h"

 4 #define ICMPD_PATH "/tmp/icmpd" /* известное имя сервера */

 5 struct icmpd_err {

 6 int icmpd_errno; /* EHOSTUNREACH, EMSGSIZE, ECONNREFUSED */

 7 char icmpd_type; /* фактический тип ICMPv[46] */

 8 char icmpd_code; /* фактический код ICMPv[46] */

 9 socklen_t icmpd_len; /* длина последующей структуры sockaddr{} */

10 struct sockaddr_storage icmpd_dest; /* универсальная структура

                                          sockaddr_storage */

11 };

12 #endif /* __unpicmp_h */

4-11 Определяются известное полное имя сервера и структура icmpd_err, передаваемая от сервера приложению сразу, как только получено ICMP-сообщение, которое должно быть передано данному приложению.