Андрей Робачевский - Операционная система UNIX

Однако потеря данных может вызвать ответное молчание. Для обработки подобной ситуации отправитель должен установить таймер и повторно передать данные по тайм-ауту, начиная с последнего подтверждения. Данный механизм является запасным и гарантирует повторную передачу, хотя и вызывает довольно большие задержки.

Вы уже познакомились с интерфейсом сокетов при обсуждении реализации межпроцессного взаимодействия в BSD UNIX. Поскольку сетевая поддержка впервые была разработана именно для BSD UNIX, интерфейс сокетов и сегодня является весьма распространенным при создании сетевых приложений. В разделе "Поддержка сети в BSD UNIX" мы вновь вернемся к сокетам, когда будем рассматривать внутреннюю архитектуру сетевой подсистемы в UNIX ветви BSD. Сейчас же рассмотрим простой пример приложения клиент-сервер, который демонстрирует возможности сокетов при обеспечении взаимодействия между удаленными процессами. Несмотря на то что взаимодействие затрагивает передачу данных по сети, приведенная программа мало отличается от примера, рассмотренного в разделе "Межпроцессное взаимодействие в BSD UNIX. Сокеты" главы 3. Логика приложения сохранена — клиент отправляет серверу сообщение, сервер передает его обратно, а клиент, в свою очередь, выводит полученное сообщение на экран. Наиболее существенным отличием является коммуникационный домен сокетов — в данном случае AF_INET. Соответственно изменилась и схема адресации коммуникационного узла. Согласно схеме адресации TCP/IP, коммуникационный узел однозначно идентифицируется двумя значениями: адресом хоста (IP-адрес) и адресом процесса (адрес порта). Это отражает и структура sockaddr_in, которая является конкретным видом общей структуры адреса сокета sockaddr. Структура sockaddr_inимеет следующий вид:

struct sockaddr_in {

short sin_family; Коммуникационный домен — AF_INET

u_short sin_port; Номер порта

struct in_addr sin_addr;IP-адрес хоста

char sin_zero[8];

};

Адрес порта должен быть предварительно оговорен между клиентом и сервером.

В заключение, прежде чем перейти непосредственно к текстам программы, заметим, что интерфейс сокетов также поддерживается и в UNIX System V, наряду с другим программным интерфейсом — TLI, который будет рассмотрен в следующем разделе.

Приведенный пример в качестве транспортного протокола использует TCP. Это значит, что перед передачей прикладных данных клиент должен установить соединение с сервером. Эта схема, приведенная на рис. 6.17, несколько отличается от рассмотренной в разделе "Межпроцессное взаимодействие в BSD UNIX. Сокеты", где передача данных осуществлялась без предварительного установления связи и в данном случае соответствовала бы использованию протокола UDP.

Рис. 6.17. Схема установления связи и передачи данных между клиентом и сервером

В соответствии с этой схемой сервер производит связывание с портом, номер которого предполагается известным для клиентов bind(2) , и сообщает о готовности приема запросов listen(2) ). При получении запроса он с помощью функции accept(2) создает новый сокет, который и обслуживает обмен данными между клиентом и сервером. Для того чтобы сервер мог продолжать обрабатывать поступающие запросы, он порождает отдельный процесс на каждый поступивший запрос. Дочерний процесс, в свою очередь, принимает сообщения от клиента ( recv(2) ) и передает их обратно ( send(2) ).

Клиент не выполняет связывания, поскольку ему безразлично, какой адрес будет иметь его коммуникационный узел. Эту операцию выполняет система, выбирая свободный адрес порта и установленный адрес хоста. Далее клиент направляет запрос на установление соединения ( connect(2) ), указывая адрес сервера (IP-адрес и номер порта). После установления соединения ("тройное рукопожатие") клиент передает сообщение ( send(2) ), принимает от сервера ответ recv(2) ) и выводит его на экран.

В программе используются несколько функций, которые не рассматривались. Эти функции значительно облегчают жизнь программисту, выполняя, например, такие действия, как трансляцию доменного имени хоста в его IP-адрес ( gethostbyname(3N) ), приведение в соответствие порядка следования байтов в структурах данных, который может различаться для хоста и сети ( htons(3N) ), а также преобразование IP-адресов и их составных частей в соответствии с привычной "человеческой" нотацией, например 127.0.0.1 ( inet_ntoa(3N) ). Мы не будем подробнее останавливаться на этих функциях, предоставляя читателю самостоятельно обратиться к соответствующим разделам электронного справочника man(1) .

Ниже приведены тексты программ сервера и клиента.

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

/* Номер порта сервера, известный клиентам */

#define PORTNUM 1500

main(argc, argv)

int argc;

char *argv[];

{

int s, ns;

int pid;

int nport;

struct sockaddr_in serv_addr, clnt_addr;

struct hostent* hp;

char buf[80], hname[80];

/* Преобразуем порядок следования байтов

к сетевому формату */

nport = PORTNUM;

nport = htons((u_short)nport);

/* Создадим сокет, использующий протокол TCP */

if ((s=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0))==-1) {

perror("Ошибка вызова socket()");

exit(1);

}

/* Зададим адрес коммуникационного узла */

bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));

serv_addr.sin_family = AF_INET;

serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

serv.addr.sin_port = nport;

/* Свяжем сокет с этим адресом */

if (bind(s, struct sockaddr*)&serv_addr,

sizeof(serv_addr))==-1) {

perror("Ошибка вызова bind()");

exit(1);

}

/* Выведем сообщение с указанием адреса сервера */

fprintf(stderr, "Сервер готов: %s\n",

inet_ntoa(serv_addr.sin_addr));

/* Сервер готов принимать запросы

на установление соединения.

Максимальное число запросов, ожидающих обработки – 5.

Как правило, этого числа достаточно, чтобы успеть

выполнить accept(2) и породить дочерний процесс */

if (listen(s, 5)==-1) {

perror("Ошибка вызова listen()");

exit(1);

}

/* Бесконечный цикл получения запросов и их обработки */

while (1) {

int addrlen;

bzero(&clnt_addr, sizeof(clnt_addr));

addrlen = sizeof(clnt_addr);

/* Примем запрос. Новый сокет ns становится

коммуникационным узлом созданного виртуального канала */

if ((ns=accept(s, (struct sockaddr*)&clnt_addr,