Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

□ SOCK_STREAM— это упорядоченный, надежный, основанный на соединении, двунаправленный поток байтов. В случае домена сокетов AF_INETэтот тип обмена данными по умолчанию обеспечивается TCP-соединением, которое устанавливается между двумя конечными точками потоковых сокетов при подключении. Данные могут передаваться в двух направлениях по линии связи сокетов. Протоколы TCP включают в себя средства фрагментации и последующей повторной сборки сообщений больших объемов и повторной передачи любых их частей, которые могли быть потеряны в сети.

□ SOCK_DGRAM— дейтаграммный сервис. Вы можете использовать такой сокет для отправки сообщений с фиксированным (обычно небольшим) максимальным объемом, но при этом нет гарантии, что сообщение будет доставлено или что сообщения не будут переупорядочены в сети. В случае сокетов домена AF_INETэтот тип передачи данных обеспечивается дейтаграммами UDP (User Datagram Protocol, пользовательский протокол дейтаграмм).

Протокол, применяемый для обмена данными, обычно определяется типом сокета и доменом. Как правило, выбора нет. Параметр protocolприменяется в тех случаях, когда выбор все же предоставляется. Задание 0 позволяет выбрать стандартный протокол, используемый во всех примерах данной главы.

Системный вызов socketвозвращает дескриптор, во многом похожий на низкоуровневый файловый дескриптор. Когда сокет подключен к концевой точке другого сокета, для отправки и получения данных с помощью сокетов можно применять системные вызовы readи writeс дескриптором сокета. Системный вызов closeиспользуется для удаления сокетного соединения.

Каждый домен сокетов требует своего формата адресов. В домене AF_UNIXадрес описывается структурой sockaddr_un, объявленной в заголовочном файле sys/un.h:

struct sockaddr_un {

sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */

char sun_path[]; /* Путь к файлу */

};

Для того чтобы адреса разных типов могли передаваться в системные вызовы для обработки сокетов, все адресные форматы описываются похожей структурой, которая начинается с поля (в данном случае sun_family), задающего тип адреса (домен сокета). В домене AF_UNIXадрес задается именем файла в поле структуры sun_path.

В современных системах Linux тип sa_family_t, описанный в стандарте X/Open как объявляемый в заголовочном файле sys/un.h, интерпретируется как тип short. Кроме того, размер pathname, задаваемого в поле sun_path, ограничен (в Linux указывается 108 символов; в других системах может применяться именованная константа, например, UNIX_MAX_PATH). Поскольку размер адресной структуры может меняться, многие системные вызовы сокетов требуют или предоставляют на выходе длину, которая будет использоваться для копирования конкретной адресной структуры.

В домене AF_INETадрес задается с помощью структуры с именем sockaddr_in, определенной в файле netinet/in.h, которая содержит как минимум следующие элементы:

struct sockaddr_in {

short int sin_family; /* AF_INET */

unsigned short int sin_port; /* Номер порта */

struct in_addr sin_addr; /* Интернет-адрес */

};

Структура IP-адреса типа in_addr определена следующим образом:

struct in_addr {

unsigned long int s_addr;

};

Четыре байта IP-адреса образуют одно 32-разрядное значение. Сокет домена AF_INETполностью описывается IP-адресом и номером порта. С точки зрения приложения все сокеты действуют как файловые дескрипторы, и их адреса задаются уникальными целочисленными значениями.

Для того чтобы сделать сокет (созданный с помощью вызова socket) доступным для других процессов, серверная программа должна присвоить сокету имя. Сокеты домена AF_UNIXсвязаны с полным именем файла в файловой системе, как вы видели в программе-примере server1. Сокеты домена AF_INETсвязаны с номером IP-порта.

#include

int bind(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address len);

Системный вызов bindприсваивает адрес, заданный в параметре address, неименованному сокету, связанному с дескриптором сокета socket. Длина адресной структуры передается в параметре address_len:

Длина и формат адреса зависят от адресного семейства. В системном вызове bindуказатель конкретной адресной структуры должен быть приведен к обобщенному адресному типу (struct sockaddr*).

В случае успешного завершения bindвозвращает 0. Если он завершается аварийно, возвращается -1, и переменной errnoприсваивается одно из значений, перечисленных в табл. 15.2.

Таблица 15.2

Для приема запросов на входящие соединения на базе сокетов серверная программа должна создать очередь для хранения ждущих обработки запросов. Формируется она с помощью системного вызова listen.

#include

int listen(int socket, int backlog);

Система Linux может ограничить количество ждущих обработки соединений, которые могут храниться в очереди. В соответствии с этим максимумом вызов listenзадает длину очереди, равной backlog. Входящие соединения, не превышающие максимальной длины очереди, сохраняются в ожидании сокета; последующим запросам на соединение будет отказано, и клиентская попытка соединения завершится аварийно. Этот механизм реализуется вызовом listenдля того, чтобы можно было сохранить ждущие соединения запросы, пока серверная программа занята обработкой запроса предыдущего клиента. Очень часто параметр backlogравен 5.

Функция listenвернет 0 в случае успешного завершения и -1 в случае ошибки. Как и для системного вызова bind, ошибки могут обозначаться константами EBADF, EINVALИ ENOTSOCK.

После создания и именования сокета серверная программа может ждать запросы на выполнение соединения с сокетом с помощью системного вызова accept: