UNIX: разработка сетевых приложений - Уильям Стивенс

Листинг 8.12. Функция dg_echo, увеличивающая размер приемного буфера сокета

//udpcliserv/dgecholоор2.c

 1 #include "unp.h"

 2 static void recvfrom_int(int);

 3 static int count;

 4 void

 5 dg_echo(int sockfd, SA *pcliaddr, socklen_t clilen)

 6 {

 7  int n;

 8  socklen_t len;

 9  char mesg[MAXLINE];

10  Signal(SIGINT, recvfrom_int);

11  n = 240 * 1024;

12  Setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &n, sizeof(n));

13  for (;;) {

14   len = clilen;

15   Recvfrom(sockfd, mesg, MAXLINE, 0, pcliaddr, &len);

16   count++;

17  }

18 }

19 static void

20 recvfrom_int(int signo)

21 {

22  printf("nreceived %d datagramsn", count);

23  exit(0);

24 }

ПРИМЕЧАНИЕ

Почему мы устанавливаем размер буфера приема сокета равным 240×1024 байт в листинге 8.12? Максимальный размер приемного буфера сокета в BSD/OS 2.1 по умолчанию равен 262 144 байта (256×1024), но из-за способа размещения буфера в памяти (описанного в главе 2 [128]) он в действительности ограничен до 246 723 байт. Многие более ранние системы, основанные на 4.3BSD, ограничивали размер буфера приема сокета примерно до 52 000 байт.

8.14. Определение исходящего интерфейса для UDP

С помощью присоединенного сокета UDP можно также задавать исходящий интерфейс, который будет использован для отправки дейтаграмм к определенному получателю. Это объясняется побочным эффектом функции connect, примененной к сокету UDP: ядро выбирает локальный IP-адрес (предполагается, что процесс еще не вызвал функцию bind для явного его задания). Локальный адрес выбирается в процессе поиска адреса получателя в таблице маршрутизации, причем берется основной IP-адрес интерфейса, с которого, согласно таблице, будут отправляться дейтаграммы.

В листинге 8.13 показана простая программа UDP, которая с помощью функции connect соединяется с заданным IP-адресом и затем вызывает функцию getsockname, выводя локальный IP-адрес и порт.

Листинг 8.13. Программа UDP, использующая функцию connect для определения исходящего интерфейса

//udpcliserv/udpcli09.c

 1 #include "unp.h"

 2 int

 3 main(int argc, char **argv)

 4 {

 5  int sockfd;

 6  socklen_t len;

 7  struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;

 8  if (argc != 2)

 9   err_quit("usage: udpcli <Ipaddress>");

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

11  bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

12  servaddr.sin_family = AF_INET;

13  servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

14  Inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);

15  Connect(sockfd, (SA*)&servaddr, sizeof(servaddr));

16  len = sizeof(cliaddr);

17  Getsockname(sockfd, (SA*)&cliaddr, &len);

18  printf("local address %sn", Sock_ntop((SA*)&cliaddr, len));

19  exit(0);

20 }

Если мы запустим программу на узле freebsd с несколькими сетевыми интерфейсами, то получим следующий вывод:

freebsd % udpcli09 206.168.112.96

local address 12.106.32.254:52329

freebsd % udpcli09 192.168.42.2

local address 192.168.42.1:52330

freebsd % udpcli09 127.0.0.1

local address 127.0.0.1:52331

По рис. 1.7 видно, что когда мы запускаем программу первые два раза, аргументом командной строки является IP-адрес в разных сетях Ethernet. Ядро присваивает локальный IP-адрес первичному адресу интерфейса в соответствующей сети Ethernet. При вызове функции connect на сокете UDP ничего не отправляется на этот узел — это полностью локальная операция, которая сохраняет IP-адрес и порт собеседника. Мы также видим, что вызов функции connect на неприсоединенном сокете UDP также присваивает сокету динамически назначаемый порт.

ПРИМЕЧАНИЕ

К сожалению, эта технология действует не во всех реализациях, что особенно касается ядер, происходящих от SVR4. Например, это не работает в Solaris 2.5, но работает в AIX, Digital Unix, Linux, MacOS X и Solaris 2.6.

8.15. Эхо-сервер TCP и UDP, использующий функцию select

Теперь мы объединим наш параллельный эхо-сервер TCP из главы 5 и наш последовательный эхо-сервер UDP из данной главы в один сервер, использующий функцию select для мультиплексирования сокетов TCP и UDP. В листинге 8.14 представлена первая часть этого сервера.

Листинг 8.14. Первая часть эхо-сервера, обрабатывающего сокеты TCP и UDP при помощи функции select

//udpcliserv/udpservselect01.c

 1 #include "unp.h"

 2 int

 3 main(int argc, char **argv)

 4 {

 5  int listenfd, connfd, udpfd, nready, maxfdp1;

 6  char mesg[MAXLINE];

 7  pid_t childpid;

 8  fd_set rset;

 9  ssize_t n;

10  socklen_t len;

11  const int on = 1;

12  struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;

13  void sig_chld(int);

14  /* создание прослушиваемого сокета TCP */

15  listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

16  bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

17  servaddr.sin_family = AF_INET;

18  servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

19  servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

20  Setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));

21  Bind(listenfd, (SA*)&servaddr, sizeof(servaddr));

22  Listen(listenfd, LISTENQ);

23  /* создание сокета UDP */

24  udpfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

25  bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

26  servaddr.sin_family = AF_INET;

27  servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

28  servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

29  Bind(udpfd, (SA*)&servaddr, sizeof(servaddr));

Создание прослушиваемого сокета TCP

14-22 Создается прослушиваемый сокет TCP, который связывается с заранее известным портом сервера. Мы устанавливаем параметр сокета SO_REUSEADDR в случае, если на этом порте существуют соединения.

Создание сокета UDP

23-29 Также создается сокет UDP и связывается с тем же портом. Даже если один и тот же порт используется для сокетов TCP и UDP, нет необходимости устанавливать параметр сокета SO_REUSEADDR перед этим вызовом функции bind, поскольку порты TCP не зависят от портов UDP.

В листинге 8.15 показана вторая часть нашего сервера.

Листинг 8.15. Вторая половина эхо-сервера, обрабатывающего TCP и UDP при помощи функции select

udpcliserv/udpservselect01.c

30  Signal(SIGCHLD, sig_chld); /* требуется вызвать waitpid() */

31  FD_ZERO(&rset);

32  maxfdp1 = max(listenfd, udpfd) + 1;

33  for (;;) {

34   FD_SET(listenfd, &rset);

35   FD_SET(udpfd, &rset);

36   if ((nready = select(maxfdp1, &rset, NULL, NULL, NULL)) < 0) {

37    if (errno == EINTR)

38     continue; /* назад в for() */

39    else

40     err_sys("select error");

41   }

42   if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) {

43    len = sizeof(cliaddr);

44    connfd = Accept(listenfd, (SA*)&cliaddr, &len);

45    if ((childpid = Fork()) == 0) { /* дочерний процесс */

46     Close(listenfd); /* закрывается прослушиваемый сокет */

47     str_echo(connfd); /* обработка запроса */

48     exit(0);

49    }

50    Close(connfd); /* родитель закрывает присоединенный сокет */

51   }

52   if (FD_ISSET(udpfd, &rset)) {

53    len = sizeof(cliaddr);

54    n = Recvfrom(udpfd, mesg, MAXLINE, 0, (SA*)&cliaddr, &len);

55    Sendto(udpfd, mesg, n, 0, (SA*)&cliaddr, len);

56   }

57  }

58 }

Установка обработчика сигнала SIGCHLD

30 Для сигнала SIGCHLD устанавливается обработчик, поскольку соединения TCP будут обрабатываться дочерним процессом. Этот обработчик сигнала мы показали в листинге 5.8.

Подготовка к вызову функции select

31-32 Мы инициализируем набор дескрипторов для функции select и вычисляем максимальный из двух дескрипторов, готовности которого будем ожидать.

Вызов функции select

34-41 Мы вызываем функцию select, ожидая только готовности к чтению прослушиваемого сокета TCP или сокета UDP. Поскольку наш обработчик сигнала sig_chld может прервать вызов функции select, обрабатываем ошибку EINTR.

Обработка нового клиентского соединения

42-51 С помощью функции accept мы принимаем новое клиентское соединение, а когда прослушиваемый сокет TCP готов для чтения, с помощью функции fork порождаем дочерний процесс и вызываем нашу функцию str_echo в дочернем процессе. Это та же последовательность действий, которую мы выполняли в главе 5.

Обработка приходящей дейтаграммы

52-57 Если сокет UDP готов для чтения, дейтаграмма пришла. Мы читаем ее с помощью функции recvfrom и отправляем обратно клиенту с помощью функции sendto.