Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

Примером второго типа сервера UDP является сервер TFTP (Trivial File Transfer Protocol — упрощенный протокол передачи файлов). Передача файла с помощью TFTP обычно требует большого числа дейтаграмм (сотен или тысяч, в зависимости от размера файла), поскольку этот протокол отправляет в одной дейтаграмме только 512 байт. Клиент отправляет дейтаграмму на известный порт сервера (69), указывая, какой файл нужно отправить или получить. Сервер читает запрос, но отправляет ответ с другого сокета, который он создает и связывает с динамически назначаемым портом. Все последующие дейтаграммы между клиентом и сервером используют для передачи этого файла новый сокет. Это позволяет главному серверу TFTP продолжать обработку других клиентских запросов, приходящих на порт 69, в то время как происходит передача файла (возможно, в течение нескольких секунд или даже минут).

Если мы рассмотрим автономный сервер TFTP (то есть случай, когда не используется демон inetd), то получим сценарий, показанный на рис. 22.3. Мы считаем, что динамически назначаемый порт, связанный дочерним процессом с его новым сокетом, — это порт 2134.

Рис. 22.3. Процессы, происходящие на автономном параллельном UDP-сервере

Если используется демон inetd, сценарий включает еще один шаг. Вспомните из табл. 13.4, что большинство серверов UDP задают аргумент wait-flagкак wait. В описании, которое следовало за рис. 13.4, мы сказали, что при указанном значении этого флага демон inetdприостанавливает выполнение функции selectна сокете до завершения дочернего процесса, давая возможность этому дочернему процессу считать дейтаграмму, доставленную на сокет. На рис. 22.4 показаны все шаги.

Рис. 22.4. Параллельный сервер UDP, запущенный демоном inetd

Сервер TFTP, являясь дочерним процессом функции inetd, вызывает функцию recvfromи считывает клиентский запрос. Затем он с помощью функции forkпорождает собственный дочерний процесс, и этот дочерний процесс будет обрабатывать клиентский запрос. Затем сервер TFTP вызывает функцию exit, отправляя демону inetdсигнал SIGCHLD, который, как мы сказали, указывает демону inetdснова вызвать функцию selectна сокете, связанном с портом UDP 69.

IPv6 позволяет приложению определять до пяти характеристик исходящей дейтаграммы:

■ IPv6-адрес отправителя;

■ индекс интерфейса для исходящих дейтаграмм;

■ предельное количество транзитных узлов для исходящих дейтаграмм;

■ адрес следующего транзитного узла;

■ класс исходящего трафика.

Эта информация отправляется в виде вспомогательных данных с функцией sendmsg. Для сокета можно задать постоянные параметры, которые будут действовать на все отправляемые пакеты (раздел 27.7).

Для полученного пакета могут быть возвращены четыре аналогичных характеристики. Они возвращаются в виде вспомогательных данных с функцией recvmsg:

■ IPv6-адрес получателя;

■ индекс интерфейса для входящих дейтаграмм;

■ предельное количество транзитных узлов для входящих дейтаграмм.

■ класс входящего трафика.

На рис. 22.5 показано содержимое вспомогательных данных, о которых рассказывается далее.

Рис. 22.5. Вспомогательные данные для информации о пакете IPv6

Структура in6_pktinfoсодержит либо IPv6-адрес отправителя и индекс интерфейса для исходящей дейтаграммы, либо IPv6-адрес получателя и индекс интерфейса для получаемой дейтаграммы:

struct in6_pktinfo {

struct in6_addr ipi6_addr; /* IPv6-адрес отправителя/получателя */

int ipi6_ifindex; /* индекс интерфейса для исходящей/получаемой дейтаграммы */

};

Эта структура определяется в заголовочном файле , подключение которого позволяет ее использовать. В структуре cmsghdr, содержащей вспомогательные данные, элемент cmsg_levelбудет иметь значение IPPROTO_IPV6, элемент cmsg_typeбудет равен IPV6_PKTINFOи первый байт данных будет первым байтом структуры in6_pktinfo. В примере, приведенном на рис. 22.5, мы считаем, что между структурой cmsghdrи данными нет заполнения и целое число занимает 4 байта.

Чтобы отправить эту информацию, никаких специальных действий не требуется — нужно только задать управляющую информацию во вспомогательных данных функции sendmsg. Чтобы информация добавлялась ко всем отправляемым через сокет пакетам, необходимо установить параметр сокета IPV6_PKTINFOсо значением in6_pktinfo. Возвращать эту информацию функция recvmsgбудет, только если приложение включит параметр сокета IPV6_RECVPKTINFO.

Интерфейсы на узле IPv6 идентифицируются небольшими целыми положительными числами, как мы сказали в разделе 18.6. Вспомните, что ни одному интерфейсу не может быть присвоен нулевой индекс. При задании исходящего интерфейса ядро само выберет исходящий интерфейс, если значение ipi6_ifindexнулевое. Если приложение задает исходящий интерфейс для пакета многоадресной передачи, то любой интерфейс, заданный параметром сокета IPV6_MULTICAST_IF, заменяется на интерфейс, заданный вспомогательными данными (но только для данной дейтаграммы).

IPv6-адрес отправителя обычно определяется при помощи функции bind. Но если адрес отправителя поставляется вместе с данными, это может снизить непроизводительные затраты. Этот параметр также позволяет серверу гарантировать, что адрес отправителя ответа совпадает с адресом получателя клиентского запроса — некоторым клиентам требуется такое условие, которое сложно выполнить в случае IPv4 (см. упражнение 22.4).

Когда IPv6-адрес отправителя задан в качестве вспомогательных данных и элемент ipi6_addrструктуры in6_pktinfoимеет значение IN6ADDR_ANY_INIT, возможны следующие сценарии: если адрес в настоящий момент связан с сокетом, он используется в качестве адреса отправителя; если в настоящий момент никакой адрес не связан с сокетом, ядро выбирает адрес отправителя. Если же элемент ipi6_addrне является неопределенным адресом, но сокет уже связался с адресом отправителя, то значением элемента ipi6_addrперекрывается уже связанный адрес, но только для данной операции вывода. Затем ядро проверяет, действительно ли запрашиваемый адрес отправителя является адресом направленной передачи, присвоенным узлу.