Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

23-30 Мы вызываем функцию selectи на сокете, и на считывающем конце канала.

47-52 Когда доставляется сигнал SIGALRM, наш обработчик сигналов записывает в канал 1 байт, в результате чего считывающий конец канала становится готовым для чтения. Наш обработчик сигнала также возвращает управление, возможно, прерывая функцию select. Следовательно, если функция selectвозвращает ошибку EINTR, мы игнорируем эту ошибку, зная, что считывающий конец канала также готов для чтения, что завершит цикл for.

38-41 Когда считывающий конец канала готов для чтения, мы с помощью функции read считываем нулевой байт, записанный обработчиком сигнала, и игнорируем его. Но прибытие этого нулевого байта указывает нам на то, что истекло время таймера, и мы с помощью функции breakвыходим из бесконечного цикла for.

При широковещательной передаче посылается дейтаграмма, которую получают все узлы. Недостатком широковещательной передачи является то, что каждый узел в подсети должен обрабатывать дейтаграмму, вплоть до уровня UDP в случае дейтаграммы UDP, даже если на узле не выполняется приложение-адресат. Для приложений с большими потоками данных, таких как аудио- и видео-приложения, это может привести к повышенной нагрузке на все узлы. В следующей главе мы увидим, что многоадресная передача решает эту проблему, поскольку позволяет не получать дейтаграмму узлам, не заинтересованным в этом.

Использование версии нашего эхо-клиента UDP, который отправляет серверу времени и даты широковещательные дейтаграммы и затем выводит все его ответы, полученные в течение 5 с, позволяет нам рассмотреть ситуацию гонок, возникающую при применении сигнала SIGALRM. Общим способом помещения тайм-аута в операцию чтения является использование функции alarmи сигнала SIGALRM, но он несет в себе неявную ошибку, типичную для сетевых приложений. Мы показали один некорректный и три корректных способа решения этой проблемы:

■ использование функции pselect,

■ использование функций sigsetjmpи siglongjmp,

■ использование средств IPC (обычно канала) между обработчиком сигнала и главным циклом.

1. Запустите клиент UDP, используя функцию dg_cli, выполняющую широковещательную передачу (см. листинг 20.1). Сколько ответов вы получаете? Всегда ли ответы приходят в одном и том же порядке? Синхронизированы ли часы у узлов в вашей подсети?

2. Поместите несколько функций printfв листинг 20.6 после завершения функции select, чтобы увидеть, возвращает ли она ошибку или указание на готовность к чтению одного из двух дескрипторов. Возвращает ли ваша система ошибку EINTRили сообщение о готовности канала к чтению, когда истекает время таймера alarm?

3. Запустите такую программу, как tcpdump, если это возможно, и просмотрите широковещательные пакеты в вашей локальной сети (команда tcpdump ether broadcast). К каким наборам протоколов относятся эти широковещательные пакеты?

Как показано в табл. 20.1, адрес направленной передачи идентифицирует одиночный интерфейс, широковещательный адрес идентифицирует все интерфейсы в подсети, а адрес многоадресной передачи — набор ( множество ) интерфейсов. Направленная и широковещательная передача — это конечные точки спектра адресации (один интерфейс или все), а цель многоадресной передачи — обеспечить возможность адресации на участок спектра между этими конечными точками. Дейтаграмму многоадресной передачи должны получать только заинтересованные в ней интерфейсы, то есть интерфейсы на тех узлах, на которых запущены приложения, желающие принять участие в сеансе многоадресной передачи. Кроме того, широковещательная передача обычно ограничена локальными сетями, в то время как многоадресная передача может использоваться как в локальной, так и в глобальной сети. Существуют приложения, которые ежедневно участвуют в многоадресной передаче через всю сеть Интернет.

Дополнения к API сокетов, необходимые для поддержки многоадресной передачи, — это девять параметров сокетов. Три из них влияют на отправку дейтаграмм UDP на адрес, а шесть — на получение узлом дейтаграмм многоадресной передачи.

При описании адресов многоадресной передачи необходимо провести различия между IPv4 и IPv6.

Адреса класса D, лежащие в диапазоне от 224.0.0.0 до 239.255.255.255, в IPv4 являются адресами многоадресной передачи (см. табл. А.1). Младшие 28 бит адреса класса D образуют идентификатор группы многоадресной передачи ( multicast group ID ), а 32-разрядный адрес называется адресом группы ( group address ).

На рис. 21.1 показано, как адреса многоадресной передачи сопоставляются адресам Ethernet. Сопоставление адресов групп IPv4 для сетей Ethernet описывается в RFC 1112 [26], для сетей FDDI — в RFC 1390 [59], а для сетей типа Token Ring — в RFC 1469 [97]. Чтобы обеспечить возможность сравнения полученных в результате адресов Ethernet, мы также показываем сопоставление для адресов групп Ipv6.

Рис. 21.2. Формат адресов многоадресной передачи IPv6

Существует несколько специальных адресов многоадресной передачи Ipv6:

■ ff02:1— это группа всех узлов ( all-nodes group ). Все узлы подсети (компьютеры, маршрутизаторы, принтеры и т.д.), имеющие возможность многоадресной передачи, должны присоединиться к этой группе всеми своими интерфейсами, поддерживающими многоадресную передачу. Этот адрес аналогичен адресу многоадресной передачи IPv4 224.0.0.1. Однако поскольку многоадресная передача является неотъемлемой частью IPv6, присоединение к группе является обязательным (в отличие от IPv4).

Хотя группа IPv4 называется all-hosts, а группа IPv6 — all-nodes, назначение у них одно и то же. Группа IPv6 была переименована, чтобы подчеркнуть, что в нее должны входить маршрутизаторы, принтеры и любые другие IP-устройства подсети, а не только компьютеры (hosts).

■ ff02:2— группа всех маршрутизаторов ( all-routers group ). Все маршрутизаторы многоадресной передачи в подсети должны присоединиться к этой группе интерфейсами, поддерживающими многоадресную передачу. Он аналогичен адресу многоадресной передачи IPv4 224.0.0.2.

Адреса многоадресной передачи IPv6 имеют собственное 4-разрядное поле области действия ( scope ), определяющее, насколько «далеко» будет передаваться пакет многоадресной передачи. Пакеты IPv6 вообще имеют поле предела количества транзитных узлов, которое ограничивает количество передач через маршрутизаторы (hop limit field). Поле области действия может принимать следующие значения: