UNIX: разработка сетевых приложений - Уильям Стивенс

123-133 Обработка случая IPv6 — полная аналогия IPv4 за тем исключением, что вызов SIOCGIFBRDADDR не делается, потому что IPv6 не поддерживает широковещательную передачу.

В листинге 17.8 показана функция free_ifi_info, которой передается указатель, возвращенный функцией get_ifi_info. Эта функция освобождает всю динамически выделенную память.

Листинг 17.8. Функция free_ifi_info: освобождение памяти, которая была динамически выделена функцией get_ifi_info

//iосtl/get_ifi_info.c

143 void

144 free_ifi_info(struct ifi_info *ifihead)

145 {

146  struct ifi_info *ifi, *ifinext;

147  for (ifi = ifihead; ifi != NULL; ifi = ifinext) {

148   if (ifi->ifi_addr != NULL)

149    free(ifi->ifi_addr);

150   if (ifi->ifi_brdaddr != NULL)

151    free(ifi->ifi_brdaddr);

152   if (ifi->ifi_dstaddr != NULL)

153    free(ifi->ifi_dstaddr);

154   ifinext = ifi->ifi_next; /* невозможно получить ifi_next

                                   после вызова freed */

155   free(ifi);

156  }

157 }

17.7. Операции с интерфейсами

Как мы показали в предыдущем разделе, запрос SIOCGIFCONF возвращает имя и структуру адреса сокета для каждого сконфигурированного интерфейса. Существует множество других вызовов, позволяющих установить или получить все остальные характеристики интерфейса. Версия get этих вызовов (SIOCGxxx) часто запускается программой netstat, а версия set (SIOCSxxx) — программой ifconfig. Любой пользователь может получить информацию об интерфейсе, в то время как установка этой информации требует прав привилегированного пользователя.

Эти вызовы получают или возвращают структуру ifreq, адрес которой задается в качестве третьего аргумента функции ioctl. Интерфейс всегда идентифицируется по имени: le0, lo0, ppp0, — то есть по имени, заданному в элементе ifr_name структуры ifreq.

Многие из этих запросов используют структуру адреса сокета, для того чтобы задать или возвратить IP-адрес или маску адреса. Для IPv4 адрес или маска содержится в элементе sin_addr из структуры адреса сокета Интернета. Для IPv6 они помещаются в элемент sin6_addr структуры адреса сокета IPv6.

■ SIOCGIFADDR. Возвращает адрес направленной передачи в элементе ifr_addr.

■ SIOCSIFADDR. Устанавливает адрес интерфейса из элемента ifr_addr. Также вызывается функция инициализации для интерфейса.

■ SIOCGIFFLAGS. Возвращает флаги интерфейса в элементе ifr_flags. Имена различных флагов определяются в виде IFF_xxx в заголовочном файле <net/if.h>. Флаги указывают, например, включен ли интерфейс (IFF_UP), является ли он интерфейсом типа «точка-точка» (IFF_POINTOPOINT), поддерживает ли широковещательную передачу (IFF_BROADCAST) и т.д.

■ SIOCSIFFLAGS. Устанавливает флаги из элемента ifr_flags.

■ SIOCGIFDSTADDR. Возвращает адрес типа «точка-точка» в элементе ifr_dstaddr.

■ SIOCSIFDSTADDR. Устанавливает адрес типа «точка-точка» из элемента ifr_dstaddr.

■ SIOCGIFBRDADDR. Возвращает широковещательный адрес в элементе ifr_broadaddr. Приложение сначала должно получить флаги интерфейса, а затем сделать корректный вызов: SIOCGIFBRDADDR для широковещательного интерфейса или SIOCGIFDSTADDR — для интерфейса типа «точка-точка».

■ SIOCSIFBRDADDR. Устанавливает широковещательный адрес из элемента ifr_broadaddr.

■ SIOCGIFNETMASK. Возвращает маску подсети в элементе ifr_addr.

■ SIOCSIFNETMASK. Устанавливает маску подсети из элемента ifr_addr.

■ SIOCGIFMETRIC. Возвращает метрику интерфейса в элементе ifr_metric. Метрика поддерживается ядром для каждого интерфейса, но используется демоном маршрутизации routed. Метрика интерфейса добавляется к счетчику количества переходов.

■ SIOCSIFMETRIC. Устанавливает метрику интерфейса из элемента ifr_metric.

В этом разделе мы описали наиболее типичные операции интерфейсов. Во многих реализациях появились дополнительные операции.

17.8. Операции с кэшем ARP

Операции с кэшем ARP также осуществляются с помощью функции ioctl. В этих запросах используется структура arpreq, показанная в листинге 17.9 и определяемая в заголовочном файле <net/if_arp.h>.

Листинг 17.9. Структура arpreq, используемая с вызовами ioctl для кэша ARP

struct arpreq {

 struct sockaddr arp_pa;    /* адрес протокола */

 struct sockaddr arp_ha;    /* аппаратный адрес */

 int             arp_flags; /* флаги */

};

#define ATF_INUSE 0x01 /* запись, которую нужно использовать */

#define ATF_COM   0x02 /* завершенная запись */

#define ATF_PERM  0x04 /* постоянная запись */

#define ATF_PUBL  0x08 /* опубликованная запись (отсылается другим узлам) */

Третий аргумент функции ioctl должен указывать на одну из этих структур. Поддерживаются следующие три вызова:

■ SIOCSARP. Добавляет новую запись в кэш ARP или изменяет существующую запись. arp_pa — это структура адреса сокета Интернета, содержащая IP-адрес, a arp_ha — это общая структура адреса сокета с элементом ss_family, равным AF_UNSPEC, и элементом sa_data, содержащим аппаратный адрес (например, 6-байтовый адрес Ethernet). Два флага ATF_PERM и ATF_PUBL могут быть заданы приложением. Два других флага, ATF_INUSE и ATF_COM, устанавливаются ядром.

■ SIOCDARP. Удаляет запись из кэша ARP. Вызывающий процесс задает интернет-адрес удаляемой записи.

■ SIOCGARP. Получает запись из кэша ARP. Вызывающий процесс задает интернет-адрес, и соответствующий адрес Ethernet возвращается вместе с флагами.

Добавлять или удалять записи может только привилегированный пользователь. Эти три вызова обычно делает программа arp.

ПРИМЕЧАНИЕ

Запросы функции ioctl, связанные с ARP, не поддерживаются в некоторых более новых системах, использующих для описанных операций ARP маршрутизирующие сокеты.

Обратите внимание, что невозможно с помощью функции ioctl перечислить все записи кэша ARP. Большинство версий команды arp при использовании флага -a (перечисление всех записей кэша ARP) считывают память ядра (/dev/kmem), чтобы получить текущее содержимое кэша ARP. Мы увидим более простой (и предпочтительный) способ, основанный на применении функции sysctl, описанной в разделе 18.4.

Пример: вывод аппаратного адреса узла

Теперь мы используем нашу функцию my_addrs для того, чтобы возвратить все IP-адреса узла. Затем для каждого IP-адреса мы делаем вызов SIOCGARP функции ioctl, чтобы получить и вывести аппаратные адреса. Наша программа показана в листинге 17.10.

Листинг 17.10. Вывод аппаратного адреса узла

//ioctl/prmac.c

 1 #include "unpifi.h"

 2 #include <net/if_arp.h>

 3 int

 4 main(int argc, char **argv)

 5 {

 6  int sockfd;

 7  struct ifi_info *ifi;

 8  unsigned char *ptr;

 9  struct arpreq arpreq;

10  struct sockaddr_in *sin;

11  sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

12  for (ifi = get_ifi_info(AF_INET, 0); ifi != NULL; ifi = ifi->ifi_next) {

13   printf("%s: ", Sock_ntop(ifi->ifi_addr, sizeof(struct sockaddr_in)));

14   sin = (struct sockaddr_in*)&arpreq.arp_pa;

15   memcpy(sin, ifi->ifi_addr, sizeof(struct sockaddr_in));

16   if (ioctl(sockfd, SIOCGARP, &arpreq) < 0) {

17    err_ret("ioctl SIOCGARP");

18    continue;

19   }

20   ptr = &arpreq.arp_ha.sa_data[0];

21   printf("%x:%x:%x:%x:%x:%xn", *ptr, *(ptr+1),

22    *(ptr+2), *(ptr+3), *(ptr+4), *(ptr+5));

23  }

24  exit(0);

25 }

Получение списка адресов и проход в цикле по каждому из них

12 Мы вызываем функцию get_ifi_info, чтобы получить IP-адреса узла, а затем выполняем цикл по всем адресам.

Вывод IP-адреса

13 Мы выводим IP-адреса, используя функцию inet_ntop. Мы просим функцию get_ifi_info возвращать только адреса IPv4, так как ARP с IPv6 не используется.

Вызов функции ioctl и проверка ошибок

14-19 Мы заполняем структуру arp_pa как структуру адреса сокета IPv4, содержащую адрес IPv4. Вызывается функция ioctl, и если она возвращает ошибку (например, указанный адрес относится к интерфейсу, не поддерживающему ARP), мы выводим сообщение и переходим к следующему адресу.

Вывод аппаратного адреса

20-22 Выводится аппаратный адрес, возвращаемый ioctl.

При запуске этой программы на нашем узле hpux мы получаем: