UNIX: разработка сетевых приложений - Уильям Стивенс
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Получение сообщений об изменении транспортной MTU
Для получения уведомлений об изменении транспортной MTU приложение может включить параметр сокета IPV6_RECVPATHMTU. Этот флаг разрешает доставку транспортной MTU во вспомогательных данных каждый раз, когда эта величина меняется. Функция recvmsg в этом случае возвратит дейтаграмму нулевой длины, но со вспомогательными данными, в которых будет помещена транспортная MTU. Элемент cmsg_level структуры cmsghdr будет иметь значение IPPROTO_IPV6, элемент cmsg_type будет IPV6_PATHMTU, а первый байт данных будет первым байтом структуры iр6_mtuinfo. Эта структура содержит адрес узла, для которого изменилась транспортная MTU, и новое значение этой величины в байтах.
struct ip6_mtuinfo {
struct sockaddr_in6 ip6m_addr; /* адрес узла */
uint32_t ip6m_mtu; /* транспортная MTU
в порядке байтов узла */
};
Эта структура определяется включением заголовочного файла <netinet/in.h>.
Определение текущей транспортной MTU
Если приложение не отслеживало изменения MTU при помощи параметра IPV6_RECVPATHMTU, оно может определить текущее значение транспортной MTU присоединенного сокета при помощи параметра IPV6_PATHMTU. Этот параметр доступен только для чтения и возвращает он структуру ip6_mtuinfo (см. выше), в которой хранится текущее значение MTU. Если значение еще не было определено, возвращается значение MTU по умолчанию для исходящего интерфейса. Значение адреса из структуры ip6_mtuinfo в данном случае не определено.
Отключение фрагментации
По умолчанию стек IPv6 фрагментирует исходящие пакеты по транспортной MTU. Приложениям типа traceroute автоматическая фрагментация не нужна, потому что им нужно иметь возможность самостоятельно определять транспортную MTU. Параметр сокета IPV6_DONTFRAG используется для отключения автоматической фрагментации: значение 0 (по умолчанию) разрешает фрагментацию, тогда как значение 1 отключает ее.
Когда автоматическая фрагментация отключена, вызов send со слишком большим пакетом может возвратить ошибку EMSGSIZE, но это не является обязательным. Единственным способом определить необходимость фрагментации пакета является использование параметра сокета IPV6_RECVPATHMTU, который мы описали выше.
Параметр IPV6_DONTFRAG может передаваться и во вспомогательных данных. При этом элемент cmsg_level структуры cmsghdr должен иметь значение IPPROTO_IPV6, а элемент cmsg_type должен иметь значение IPV6_DONTFRAG. Первый байт данных должен быть первым байтом четырехбайтового целого.
22.10. Резюме
Существуют приложения, которым требуется знать IP-адрес получателя дейтаграммы UDP и интерфейс, на котором была получена эта дейтаграмма. Чтобы получать эту информацию в виде вспомогательных данных для каждой дейтаграммы, можно установить параметры сокета IP_RECVDSTADDR и IP_RFCVIF. Аналогичная информация вместе с предельным значением количества транзитных узлов полученной дейтаграммы для сокетов IPv6 становится доступна при включении параметра сокета IPV6_PKTINFO.
Несмотря на множество полезных свойств, предоставляемых протоколом TCP и отсутствующих в UDP, существуют ситуации, когда следует отдать предпочтение UDP. UDP должен использоваться для широковещательной или многоадресной передачи. UDP может использоваться в простых сценариях «запрос-ответ», но тогда приложение должно само обеспечить некоторую функциональность, повышающую надежность протокола UDP. UDP не следует использовать для передачи большого количества данных.
В разделе 22.5 мы добавили нашему клиенту UDP определенные функциональные возможности, повышающие его надежность за счет обнаружения факта потери пакетов, для чего используются тайм-аут и повторная передача. Мы изменяли тайм-аут повторной передачи динамически, снабжая каждый пакет отметкой времени и отслеживая два параметра: период обращения RTT и его среднее отклонение. Мы также добавили порядковые номера, чтобы проверять, что данный ответ — это ожидаемый нами ответ на определенный запрос. Наш клиент продолжал использовать простой протокол остановки и ожидания (stop-and-wait), а приложения такого типа допускают применение UDP.
Упражнения
1. Почему в листинге 22.16 функция printf вызывается дважды?
2. Может ли когда-нибудь функция dg_send_recv (см. листинги 22.6 и 22.7) возвратить нуль?
3. Перепишите функцию dg_send_recv с использованием функции select и ее таймера вместо alarm, SIGALRM, sigsetjmp и siglongjmp.
4. Как может сервер IPv4 гарантировать, что адрес отправителя в его ответе совпадает с адресом получателя клиентского запроса? (Аналогичную функциональность предоставляет параметр сокета IPV6_PKTINFO.)
5. Функция main в разделе 22.6 является зависящей от протокола (IPv4). Перепишите ее, чтобы она стала не зависящей от протокола. Потребуйте, чтобы пользователь задал один или два аргумента командной строки, первый из которых — необязательный IP-адрес (например, 0.0.0.0 или 0::0), а второй — обязательный номер порта. Затем вызовите функцию udp_client, чтобы получить семейство адресов, номер порта и длину структуры адреса сокета.
Что произойдет, если вы вызовете функцию udp_client, как было предложено, не задавая аргумент hostname, поскольку функция udp_client не задает значение AI_PASSIVE функции getaddrinfo?
6. Соедините клиент, показанный в листинге 22.4, с эхо-сервером через Интернет, изменив функции rtt_ так, чтобы выводилось каждое значение RTT. Также измените функцию dg_send_recv, чтобы она выводила каждый полученный порядковый номер. Изобразите на графике полученные в результате значения RTT вместе с оценочными значениями RTT и среднего отклонения.
Глава 23
Дополнительные сведения о сокетах SCTP
23.1. Введение
В этой главе мы займемся углубленным рассмотрением SCTP, изучим особенности этого протокола и параметры сокетов, при помощи которых он управляется. Мы обсудим некоторые специальные вопросы, в частности, управление обнаружением отказов, доставку неупорядоченных данных, а также уведомления. Мы будем щедро иллюстрировать наши утверждения примерами программ, которые помогут читателю получить представление об использовании расширенных функций SCTP.
SCTP — протокол, ориентированный на передачу сообщений. Он способен доставлять сообщения конечному пользователю как целиком, так и по частям. Доставка по частям включается только в том случае, если приложение отправляет собеседнику большие сообщения (то есть такие, размер которых превышает половину размера буфера). Части разных сообщений никогда не смешиваются друг с другом. Приложение получает сообщение либо одним вызовом функции чтения, либо несколькими последовательными вызовами. Метод работы с механизмом частичной доставки мы продемонстрируем на примере вспомогательной функции.
Серверы SCTP могут быть как последовательными, так и параллельными в зависимости от того, какой тип интерфейса выберет разработчик приложения. SCTP предоставляет средства извлечения ассоциации из сокета типа «один-ко-многим» в отдельный сокет типа «один-к-одному». Благодаря этому появляется возможность создания последовательно-параллельных серверов.
23.2. Сервер типа «один-ко-многим» с автоматическим закрытием
Вспомните программу-сервер, которую мы написали в главе 10. Эта программа не отслеживала ассоциации. Сервер рассчитывал, что клиент самостоятельно закроет ассоциацию, удалив тем самым данные о ее состоянии. Однако такой подход делает сервер уязвимым: что если клиент откроет ассоциацию, но никаких данных не пришлет? Для такого клиента будут выделены ресурсы, которые он не использует. Неудачное стечение обстоятельств может привести к DoS-атаке на нашу реализацию SCTP со стороны неактивных клиентов. Для предотвращения подобных ситуаций в SCTP была добавлена функция автоматического закрытия ассоциаций (autoclose).
Автоматическое закрытие позволяет конечной точке SCTP задавать максимальную длительность бездействия ассоциации. Ассоциация считается бездействующей, если по ней не передаются никакие данные (ни в одном направлении). Если длительность бездействия превышает установленное ограничение, ассоциация автоматически закрывается реализацией SCTP.
Особое внимание следует уделить выбору ограничения на время бездействия. Значение не должно быть слишком маленьким, иначе сервер может в какой-то момент обнаружить, что ему требуется передать данные по уже закрытой ассоциации. На повторное открытие ассоциации будут затрачены ресурсы, да и вообще маловероятно, что клиент будет готов принять входящую ассоциацию. В листинге 23.1[1] приведена новая версия кода нашего сервера, в которую добавлены вызовы, защищающие этот сервер от неактивных клиентов. Как отмечалось в разделе 7.10, функция автоматического закрытия по умолчанию отключена и должна быть включена явным образом при помощи параметра сокета SCTP_AUTOCLOSE.
