Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

Большинство существующих сетевых приложений написаны для IPv4. Структуры sockaddr_inразмещаются в памяти и заполняются, а функция socketзадает AF_INETв качестве первого аргумента. При переходе от листинга 1.1 к листингу 1.2 мы видели, что эти приложения IPv4 можно преобразовать в приложения IPv6 без особых усилий. Многие показанные нами изменения можно выполнить автоматически, используя некоторые сценарии редактирования. Программы, более зависящие от IPv4, использующие такие свойства, как многоадресная передача, параметры IP или символьные (неструктурированные) сокеты, потребуют больших усилий при преобразовании.

Если мы преобразуем приложение для работы с IPv6 и распространим его исходный код, нам придется думать о том, поддерживает ли принимающая система протокол IPv6. Типичный способ решения этой проблемы — применять в коде #ifdef, используя по возможности IPv6 (поскольку мы видели в этой главе, что клиент IPv6 может взаимодействовать с серверами IPv4 и наоборот). Проблема такого подхода в том, что код очень быстро засоряется директивами #ifdef, и его становится сложнее отслеживать и обслуживать.

Наилучшим подходом будет рассмотрение перехода на IPv6 как возможности сделать программу не зависящей от протокола. Первым шагом здесь будет удаление вызовов функций gethostbynameи gethostbyaddrи использование функций getaddrinfoи getnameinfo, описанных в предыдущей главе. Это позволит нам обращаться со структурами адресов сокетов как с непрозрачными объектами, ссылаться на которые можно с помощью указателя и размера, что как раз и выполняют основные функции сокетов: bind, connect, recvfromи т.д. Наши функции sock_XXXиз раздела 3.8 помогут работать с ними независимо от IPv4 и IPv6. Очевидно, эти функции содержат #ifdefдля работы с IPv4 и IPv6, но если мы скроем эту зависимость от протокола в нескольких библиотечных функциях, наш код станет проще. В разделе 21.7 мы разработаем ряд функций mcast_XXX, которые помогут сделать приложения многоадресной передачи не зависящими от версии протокола IP.

Другой момент, который нужно учесть, — что произойдет, если мы откомпилируем наш исходный код в системе, поддерживающей и IPv4, и IPv6, затем распространим либо исполняемый код, либо объектные файлы (но не исходный код) и кто-то запустит наше приложение в системе, не поддерживающей IPv6. Есть вероятность, что сервер локальных имен поддерживает записи типа AAAA и возвращает как записи типа AAAA, так и записи типа А некоему собеседнику, с которым пытается соединиться наше приложение. Если наше приложение, работающее с IPv6, вызовет функцию socketдля создания сокета IPv6, она не будет работать, если узел не поддерживает IPv6. Мы решаем этот вопрос с помощью функций, описанных в следующей главе, игнорируя ошибку функции socketи пытаясь использовать следующий адрес в списке, возвращаемом сервером имен. Если предположить, что у собеседника имеется запись типа А и что сервер имен возвращает запись типа А в дополнение к любой записи типа AAAA, то сокет IPv4 успешно создастся. Этот тип функциональности имеется в библиотечной функции, но не в исходном коде каждого приложения.

Чтобы получить возможность передавать дескрипторы сокетов, программам, работающим только с одним из протоколов, в стандарте RFC 2133 [37] предлагается использовать параметр сокета IPV6_ADDRFORM, позволяющий получить или изменить семейство сокета. Однако семантика параметра не была описана полностью, да и использоваться он мог только в очень специфических ситуациях, поэтому в следующей версии интерфейса сокетов данный параметр был отменен.

Сервер IPv6 на узле с двойным стеком протоколов может предоставлять сервис как клиентам IPv4, так и клиентам IPv6. Клиент IPv4 посылает серверу дейтаграммы IPv4, но стек протоколов сервера преобразует адрес клиента к виду IPv6, поскольку сервер IPv6 работает со структурами адресов сокетов IPv6.

Аналогично, клиент IPv6 на узле с двойным стеком протоколов может взаимодействовать с сервером IPv4. Распознаватель клиента возвращает адреса IPv4, преобразованные к виду IPv6, для всех записей сервера типа А, и вызов функции connect для одного из этих адресов приводит к тому, что двойной стек посылает сегмент SYN IPv4. Только отдельным специальным клиентам и серверам необходимо знать протокол, используемый собеседником (например, FTP), и чтобы определить, что собеседник использует IPv4, можно использовать макрос IN6_IS_ADDR_V4MAPPED.

1. Запустите FTP-клиент IPv6 на узле с двойным стеком протоколов. Соединитесь с FTP-сервером IPv4, запустите команду debug, а затем команду dir. Далее выполните те же операции, но для сервера IPv6, и сравните команды PORT, являющиеся результатом выполнения команд dir.

2. Напишите программу, требующую ввода одного аргумента командной строки, который является адресом IPv4 в точечно-десятичной записи. Создайте TCP-сокет IPv4 и свяжите этот адрес и некоторый порт, например 8888, с сокетом при помощи функции bind. Вызовите функцию listen, а затем pause. Напишите аналогичную программу, которая в качестве аргумента командной строки принимает шестнадцатеричную строку IPv6 и создает прослушиваемый TCP-сокет IPv6. Запустите программу IPv4, задав в качестве аргумента универсальный адрес. Затем перейдите в другое окно и запустите программу IPv6, задав в качестве аргумента универсальный адрес IPv6. Можете ли вы запустить программу IPv6, если программа IPv4 уже связана с этим портом? Появляется ли разница при использовании параметра сокета SO_REUSEADDR? Что будет, если вы сначала запустите программу IPv6, а затем попытаетесь запустить программу IPv4?

Демон ( daemon ) — это процесс, выполняющийся в фоновом режиме и не связанный с управляющим терминалом. Системы Unix обычно имеют множество процессов (от 20 до 50), которые являются демонами, работают в фоновом режиме и выполняют различные административные задачи.

Независимость от терминала обычно является побочным эффектом запуска из системного сценария инициализации (например, в процессе загрузки компьютера). Если же демон запускается командой интерпретатора, он должен самостоятельно отключиться от терминала во избежание нежелательного взаимодействия с системами управления задачами, сеансами терминалов, а также вывода на терминал при работе в фоновом режиме.

Существует несколько способов запустить демон:

1. Во время запуска системы многие демоны запускаются сценариями инициализации системы. Эти сценарии часто находятся в каталоге /etc или в каталоге, имя которого начинается с /etc/rc, но их расположение и содержание зависят от реализации. Такие демоны запускаются с правами привилегированного пользователя.