Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

Набор функций, вызываемых приложением для преобразования имени узла в IP- адрес и обратно, называется распознавателем. Две функции, gethostbynameи gethostbyaddr, являются типичными точками входа. С переходом на IPv6 и многопоточное программирование полезными становятся getaddrinfoи getnameinfo, способные работать с адресами IPv6 и безопасные в многопоточной среде.

Для работы с именами служб и номерами портов широко используется функция getservbyname, принимающая имя службы и возвращающая структуру, содержащую номер порта. Преобразование чаще всего осуществляется на основании данных, содержащихся в некотором текстовом файле. Существует возможность сопоставления имен и номеров протоколов, а также имен и номеров сетей, но используется она реже.

Альтернативой DNS, которую мы не упомянули, является непосредственный вызов функций распознавателя вместо использования функций gethostbynameи gethostbyaddr. Таким способом пользуется, например, программа sendmail, предназначенная для поиска записи типа MX, чего не может сделать функция gethostby XXX . У функций распознавателя имена начинаются с res_. Примером такой функции является функция res_init, которую мы описали в разделе 11.4. Описание этих функций и пример вызывающей их программы находятся в главе 15 книги [1]. При вводе в командной строке man resolverдолжны отобразиться страницы руководства для этих функций.

1. Измените программу, представленную в листинге 11.1, так, чтобы для каждого возвращаемого адреса вызывалась функция gethostbyaddr, а затем выведите возвращаемое имя h_name. Сначала запустите программу, задав имя узла только с одним IP-адресом, а затем — с несколькими IP-адресами. Что происходит?

2. Устраните проблему, показанную в предыдущем упражнении.

3. Запустите программу, показанную в листинге 11.4, задав имя службы chargen.

4. Запустите программу, показанную в листинге 11.4, задав IP-адрес в точечно- десятичной записи в качестве имени узла. Допускает ли это ваш распознаватель? Измените листинг 11.4, чтобы разрешить IP-адрес в виде строки десятичных чисел с точками в качестве имени узла и строку с десятичным номером порта в качестве имени службы. В каком порядке должно выполняться тестирование IP-адреса для строки в точечно-десятичной записи и для имени?

5. Измените программу в листинге 11.4 так, чтобы можно было работать либо с IPv4, либо с IPv6.

6. Измените программу в листинге 8.5 так, чтобы сделать запрос DNS, и сравните возвращаемый IP-адрес со всеми IP-адресами узла получателя, то есть вызовите функцию gethostbyaddr, используя IP-адрес, возвращаемый функцией recvfrom, а затем вызовите gethostbynameдля поиска всех IP-адресов для узла.

7. Измените листинг 11.6, чтобы вызвать функцию getnameinfoвместо функции sock_ntop. Какие флаги вы должны передать функции getnameinfo?

8. В разделе 7.5 мы обсуждали завладение портом с помощью параметра сокета SO_REUSEADDR. Чтобы увидеть, как это происходит, создайте не зависящий от протокола сервер времени и даты UDP, показанный в листинге 11.13. Запустите один экземпляр сервера в одном окне, свяжите его с универсальным адресом и некоторым портом, который вы выберете. Запустите в другом окне клиент и убедитесь, что этот сервер выполняет обработку клиента (отметьте вызов функции printfна узле сервера). Затем запустите другой экземпляр сервера в другом окне, и на этот раз свяжите его с одним из адресов направленной передачи узла и тем же портом, что и первый сервер. С какой проблемой вы сразу же столкнетесь? Устраните эту проблему и перезапустите второй сервер. Запустите клиент, отправьте дейтаграмму и проверьте, что второй сервер захватил порт первого сервера. Если возможно, запустите второй сервер снова с учетной записью, отличной от учетной записи первого сервера, чтобы проверить, происходит ли по-прежнему захват порта, поскольку некоторые производители не допускают второго связывания, если идентификатор пользователя отличен от идентификатора процесса, уже связанного с портом.

9. В конце раздела 2.12 мы показали два примера Telnet: сервер времени и даты и эхо-сервер. Зная, что клиент проходит через два этапа — функцию gethostbynameи функцию connect, определите, к каким этапам относятся строки вывода клиента.

10. Функции getnameinfoможет потребоваться длительное время (до 80 с) на возвращение ошибки, если для IP-адреса не может быть найдено имя узла. Напишите новую функцию getnameinfo_timeo, которая получает дополнительный целочисленный аргумент, задающий максимальную длительность ожидания ответа в секундах. Если время таймера истекает и флаг NI_NAMEREQDне задан, вызовите функцию inet_ntopи возвратите строку адреса.

В течение ближайших лет, возможно, произойдет постепенный переход Интернета с IPv4 на IPv6. Во время этого переходного периода важно, чтобы существующие приложения IPv4 продолжали работать с более новыми приложениями IPv6. Например, производитель не может предложить клиент Telnet, работающий только с серверами IPv6, — он должен предоставить и клиент для серверов IPv4, и клиент для серверов IPv6. Мы бы предпочли обойтись одним Telnet-клиентом IPv6, способным работать с серверами и IPv4, и IPv6, и одним сервером Telnet, который работал бы с клиентами и IPv4, и IPv6. В этой главе мы увидим, как это сделать.

В этой главе мы предполагаем, что на узлах работают двойные стеки протоколов ( dual stacks ), то есть набор протоколов IPv4 и набор протоколов IPv6. На рис. 2.1 представлен узел с двойным стеком. Возможно, узлы и маршрутизаторы будут работать подобным образом в течение многих лет в процессе перехода к IPv6. В какой-то момент многие системы смогут отключить свои стеки IPv4, но только с течением времени можно будет сказать, когда это произойдет, да и произойдет ли вообще.

В этой главе мы обсудим, каким образом приложения IPv4 и IPv6 могут взаимодействовать друг с другом. Существует четыре комбинации клиентов и серверов, использующих либо IPv4, либо IPv6, что показано в табл. 12.1.

Таблица 12.1. Сочетания клиентов и серверов, использующих IPv4 или IPv6

Мы не будем подробно рассматривать два сценария, когда клиент и сервер используют один и тот же протокол. Более интересны случаи, когда клиент и сервер используют разные протоколы.