Майкл Джонсон - Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

1: /* tclient.с */

2:

3: /* Подключиться к серверу, чье имя хоста или IP-адрес переданы в качестве

4: аргумента, на порте 4321. После соединения скопировать все содержимое

5: stdin в сокет, затем завершить работу. */

6:

7: #include

8: #include

9: #include

10: #include

11: #include

12: #include

13: #include

14: #include

15:

16: #include "sockutil.h" /* некоторые служебные функции */

17:

18: int main(int argc, const char ** argv) {

19: struct addrinfo hints, *addr;

20: struct sockaddr_in * addrinfo;

21: int rc;

22: int sock;

23:

24: if (argc !=2) {

25: fprintf(stderr, "поддерживается только одиночный аргумент\n");

26: return 1;

27: }

28:

29: memset(&hints, 0, sizeof(hints));

30:

31: hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;

32: hints.ai_flags = AI_ADDRCONFIG;

33: if ((rc = getaddrinfo(argv[1], NULL, &hints, &addr))) {

34: fprintf(stderr, "сбой поиска имени хоста: %s\n",

35: gai_strerror(rc));

36: return 1;

37: }

38:

39: /* это позволяет получить доступ к sin_family и sin_port

40: (которые расположены там же, где и sin6_family и sin6_port) */

41: addrinfo = (struct sockaddr_in *) addr->ai_addr;

42:

43: if ((sock = socket(addrInfo->sin_family, addr->ai_socktype,

44: addr->ai_protocol)) < 0)

45: die("socket");

46:

47: addrInfo->sin_port = htons(4321);

48:

49: if (connect(sock, (struct sockaddr *) addrinfo,

50: addr->ai_addrlen))

51: die("connect");

52:

53: freeaddrinfo(addr);

54:

55: copyData(0, sock);

56:

57: close(sock);

58:

59: return 0;

60: }

Наряду с тем, что большинство приложений пользуются преимуществами потокового протокола TCP, некоторые предпочитают применять UDP. Давайте рассмотрим несколько причин, по которым дейтаграммная модель без установления соединений, предоставляемая UDP, может оказаться весьма полезной.

• Протоколы без соединений обрабатывают перезапуски машин более плавно, поскольку нет необходимости в переустановке соединений. Это очень заманчивое свойство для сетевых файловых систем (таких как NFS, действующей на основе UDP), поскольку оно позволяет перезапускать файловый сервер без уведомления клиента.

• Простейшие протоколы могут работать гораздо быстрее через дейтаграммный протокол. Служба имен доменов DNS использует UDP только по этой причине (несмотря на то что наряду с этим дополнительно поддерживается TCP). При установке соединения TCP клиентская машина отправляет сообщение на сервер, получает от сервера подтверждение, указывающее на активность соединения, затем сообщает серверу о том, что установлена клиентская сторона соединения [137] Это называется трехсторонним квитированием TCP, которое на самом деле проходит несколько сложнее, чем описано выше. 23. После этого клиент может отправить свой запрос имени хоста на взаимодействующий сервер. Все это в итоге составляет процесс из пяти сообщений, не считая проверки ошибок и ожидания фактического отправления запроса и ответа на него. Используя UDP, запросы имени хоста пересылаются как первый пакет на сервер, который отвечает одним или более UDP-пакетами, тем самым уменьшая общий счетчик пакетов до пяти. Если клиент не получает ответ, то он просто перепосылает запрос.

• При первичной установке компьютеров часто требуется установить для них IP-адрес, а затем загрузить первую часть операционной системы через сеть [138] Этот процесс называется сетевой загрузкой. . Применение UDP для подобных операций создает набор протоколов, который внедряется в такие машины гораздо проще, чем, если бы требовалась полная TCP-реализация.

Как и любой другой сокет, UDP-сокет создается с помощью функции socket(), однако второй аргумент должен быть SOCK_DGRAM, а последний — либо IPPROTO_UDP, либо просто ноль (так как UDP является стандартным IP-дейтаграммным протоколом).

После создания сокета ему необходимо присвоить номер локального порта. Это происходит тогда, когда программа удовлетворяет одному из следующих трех условий.

• Номер порта задается явно через вызов функции bind(). Этот шаг является обязательным для тех серверов, для которых необходимо получение дейтаграмм на номер официального порта. Системный вызов в точности совпадает с системным вызовом для TCP-серверов.

• Дейтаграмма посылается через сокет. Ядро присваивает данному сокету номер порта UDP при первой передаче данных через него. В большинстве клиентских программ применяется именно этот прием, поскольку номер используемого порта для них не имеет значения.

• Для сокета устанавливается удаленный адрес через функцию connect()(которая является дополнительной для UDP-сокетов).

Также существует два различных способа присвоения номера удаленного порта. Вспомните о том, что TCP-сокеты имеют удаленный адрес, который присваивается через connect(). Этот адрес может использоваться и для UDP-сокетов [139] UDP-сокеты, которые имеют постоянные пункты назначения, присвоенные через функцию connect() , иногда называются присоединенными UDP-сокетами. . При этом функция connect()для TCP вызывает обмен пакетами для инициализации соединения (что делает connect()медленным системным вызовом), в то время как вызов connect()для UDP-сокетов просто присваивает удаленный IP-адрес и номер порта для исходящих дейтаграмм (и является быстрым системным вызовом). Еще одно различие состоит в том, что приложения могут подключаться к TCP-сокету только один раз; UDP-сокеты могут повторно использовать свои адреса назначения [140] Есть также возможность превратить подключенный сокет в неподключенный с помощью функции connect() , однако эта процедура не стандартизирована. Если вам все же необходимо ее применить, обратитесь к [33]. .

Преимущество использования подключенных UDP-сокетов состоит в том, что только та машина и порт, которые указаны как удаленный адрес для сокета, могут передавать дейтаграммы в данный сокет. Произвольный IP-адрес и порт может посылать дейтаграммы в неподключенный UDP-сокет, который требуется в некоторых случаях (именно через него новые клиенты впервые связываются с серверами), однако при этом программы должны отслеживать место отправки дейтаграмм.

Для отправки и получения UDP-пакетов обычно используются четыре системных вызова [141] Данные функции могут применяться для передачи данных через любой сокет, и иногда возникают причины для использования их в TCP-соединениях. : send(), sendto(), recv(), recvfrom() [142] Возможно также применение системных вызовов sendmsg() и recvmsg() , однако необходимость в этом встречается редко. .