Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

SCTP — протокол, ориентированный на передачу сообщений. Он способен доставлять сообщения конечному пользователю как целиком, так и по частям. Доставка по частям включается только в том случае, если приложение отправляет собеседнику большие сообщения (то есть такие, размер которых превышает половину размера буфера). Части разных сообщений никогда не смешиваются друг с другом. Приложение получает сообщение либо одним вызовом функции чтения, либо несколькими последовательными вызовами. Метод работы с механизмом частичной доставки мы продемонстрируем на примере вспомогательной функции.

Серверы SCTP могут быть как последовательными, так и параллельными в зависимости от того, какой тип интерфейса выберет разработчик приложения. SCTP предоставляет средства извлечения ассоциации из сокета типа «один-ко-многим» в отдельный сокет типа «один-к-одному». Благодаря этому появляется возможность создания последовательно-параллельных серверов.

Вспомните программу-сервер, которую мы написали в главе 10. Эта программа не отслеживала ассоциации. Сервер рассчитывал, что клиент самостоятельно закроет ассоциацию, удалив тем самым данные о ее состоянии. Однако такой подход делает сервер уязвимым: что если клиент откроет ассоциацию, но никаких данных не пришлет? Для такого клиента будут выделены ресурсы, которые он не использует. Неудачное стечение обстоятельств может привести к DoS-атаке на нашу реализацию SCTP со стороны неактивных клиентов. Для предотвращения подобных ситуаций в SCTP была добавлена функция автоматического закрытия ассоциаций (autoclose).

Автоматическое закрытие позволяет конечной точке SCTP задавать максимальную длительность бездействия ассоциации. Ассоциация считается бездействующей, если по ней не передаются никакие данные (ни в одном направлении). Если длительность бездействия превышает установленное ограничение, ассоциация автоматически закрывается реализацией SCTP.

Особое внимание следует уделить выбору ограничения на время бездействия. Значение не должно быть слишком маленьким, иначе сервер может в какой-то момент обнаружить, что ему требуется передать данные по уже закрытой ассоциации. На повторное открытие ассоциации будут затрачены ресурсы, да и вообще маловероятно, что клиент будет готов принять входящую ассоциацию. В листинге 23.1 [1] Все исходные коды программ, опубликованные в этой книге, вы можете найти по адресу http://www.piter.com. приведена новая версия кода нашего сервера, в которую добавлены вызовы, защищающие этот сервер от неактивных клиентов. Как отмечалось в разделе 7.10, функция автоматического закрытия по умолчанию отключена и должна быть включена явным образом при помощи параметра сокета SCTP_AUTOCLOSE.

Листинг 23.1. Включение автоматического закрытия сокета на сервере

//sctp/sctpserv04.c

14 if (argc == 2)

15 stream_increment = atoi(argv[1]);

16 sock_fd = Socket(AF_INET, SOCK_SEQPACKET, IPPROTO_SCTP);

17 close_time = 120;

18 Setsockopt(sock_fd, IPPROTO_SCTP, SCTP_AUTOCLOSE,

19 &close_time, sizeof(close_time));

20 bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

21 servaddr.sin_family = AF_INET;

22 servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

23 servaddr.sin_report = htons(SERV_PORT);

17-19 Сервер устанавливает ограничение на простой ассоциаций равным 120 с и помещает это значение в переменную close_time. Затем сервер вызывает функцию setsockoptс параметром SCTP_AUTOCLOSE, устанавливающим выбранное ограничение. В остальном код сервера остается прежним.

Теперь SCTP будет автоматически закрывать ассоциации, простаивающие более двух минут. Автоматическое закрытие ассоциаций уменьшает расходы ресурсов сервера на неактивных клиентов.

Механизм частичной доставки (partial delivery) используется стеком SCTP каждый раз, когда требуется доставить приложению большое сообщение. Сообщение считается «большим», если SCTP решает, что у него недостаточно ресурсов на его обработку. Частичная доставка накладывает на работу SCTP определенные ограничения:

■ объем памяти, занимаемой сообщением в буфере, должен превосходить некоторое пороговое значение;

■ доставка может выполняться только последовательно от начала сообщения до первого отсутствующего блока;

■ после включения механизма частичной доставки приложение не может получить никакие другие сообщения до тех пор, пока «большое» сообщение не будет им полностью считано из буфера. Таким образом, большое сообщение блокирует все остальные, которые в противном случае могли бы быть доставлены (в том числе и по другим потокам).

В реализации SCTP, выполненной группой KAME, используется пороговое значение, равное половине объема приемного буфера сокета. На момент написания этой книги объем приемного буфера по умолчанию составляет 131 072 байта. Если параметр сокета SO_RCVBUFне меняется, механизм частичной доставки будет включаться только для сообщений, превышающих 65 536 байт. Мы продолжим расширение новой версии сервера из раздела 10.2, написав функцию-обертку для вызова sctp_recvmsg. Затем мы создадим новый сервер, который будет использовать эту функцию. В листинге 23.2 представлена функция-обертка, способная работать с механизмом частичной доставки.

Листинг 23.2. Работа с API частичной доставки

//sctp/sctp_pdapirev.c

1 #include "unp.h"

2 static uint8_t *sctp_pdapi_readbuf=NULL;

3 static int sctp_pdapi_rdbuf_sz=0;

4 uint8_t*

5 pdapi_recvmsg(int sock_fd,

6 int *rdlen,

7 SA *from,

8 int *from_len, struct sctp_sndrcvinfo *sri, int *msg_flags)

9 {

10 int rdsz, left, at_in_buf;

11 int frmlen=0;

12 if (sctp_pdapi_readbuf == NULL) {

13 sctp_pdapi_readbuf = (uint8_t*)Malloc(SCTP_PDAPI_INCR_SZ);

14 sctp_pdapi_rdbuf_sz = SCTP_PDAPI_INCR_SZ;

15 }

16 at_in_buf = Sctp_recvmsg(sock_fd, sctp_pdapi_readbuf, sctp_pdapi_rdbuf_sz,

17 from, from_len,

18 sri.msg_flags);

19 if (at_in_buf < 1) {

20 *rdlen = at_in_buf;

21 return(NULL);

22 }

23 while ((*msg_flags & MSG_EOR) == 0) {

24 left = sctp_pdapi_rdbuf_sz = at_in_buf;

25 if (left < SCTP_PDAPI_NEED_MORE_THRESHOLD) {

26 sctp_pdapi_readbuf =

27 realloc(sctp_pdapi_readbuf,

28 setp_pdapi_rdbuf_sz + SCTP_PDAPI_INCR_SZ);

29 if (sctp_pdapi_readbuf == NULL) {

30 err_quit("sctp_pdapi ran out of memory");

31 }

32 sctp_pdapi_rdbuf_sz += SCTP_PDAPI_INCR_SZ;

33 left = sctp_pdapi_rdbuf_sz - at_in_buf;

34

35 rdsz = Sctp_recvmsg(sock_fd, &sctp_pdapi_readbuf[at_in_buf],

36 left, NULL, &frmlen, NULL, msg_flags);

37 at_in_buf += rdsz;

38 }

39 *rdlen = at_in_buf;

40 return(sctp_pdapi_readbuf);

41 }

12-15 Если статический буфер не выделен, функция выделяет его и инициализирует переменную, хранящую информацию о состоянии этого буфера.