Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

Теперь мы рассмотрим тривиальный пример отправки и получения внеполосных данных. В листинге 24.1 [1] У. Р. Стивенс, Б. Феннер, Э. М. Рудофф UNIX Разработка сетевых приложений 3-е издание Рику Aloha nui loa Вступительное слово Вышедшее в 1990 году первое издание этой книги было признано лучшим учебником для программистов, изучающих технологии сетевого программирования. С тех пор сеть претерпела серьезнейшие изменения. Достаточно взглянуть на адрес автора, указанный в том издании: «uunet!hsi!netbook». Вряд ли любой читатель сможет сказать, что это адрес в сети UUCP, которая была популярна в 1980-х. Сейчас сети UUCP стали раритетом, а новые технологии, подобные беспроводным сетям, получают повсеместное распространение. Разрабатываются новые протоколы и парадигмы программирования. И программисты начинают ощущать потребность в учебнике, который помог бы им освоить все тонкости новых методик. Книга, которую вы держите в руках, заполняет этот пробел. Тем, у кого на книжной полке стоит истрепанное первое издание, она даст возможность узнать о новых технологиях программирования и о протоколах следующего поколения, таких как IPv6. Эта книга нужна всем, потому что она представляет собой соединение практического опыта, исторической перспективы и глубины понимания. Я уже получил удовольствие и новые знания благодаря этой книге, и не сомневаюсь, что вы сможете сделать то же самое. Сэм Леффлер показана программа отправки этих данных.

Листинг 24.1. Простая программа отправки внеполосных данных

//oob/tcpsend01.c

1 #include "unp.h"

2 int

3 main(int argc, char **argv)

4 {

5 int sockfd;

6 if (argc != 3)

7 err_quit("usage: tcpsend01 ");

8 sockfd = Tcp_connect(argv[1], argv[2]);

9 Write(sockfd, "123", 3);

10 printf("wrote 3 bytes of normal data\n");

11 sleep(1);

12 Send(sockfd, "4", 1, MSG_OOB);

13 printf("wrote 1 byte of OOB data\n");

14 sleep(1);

15 Write(sockfd, "56", 2);

16 printf("wrote 2 bytes of normal data\n");

17 sleep(1);

18 Send(sockfd, "7", 1, MSG_OOB);

19 printf("wrote 1 byte of OOB data\n");

20 sleep(1);

21 Write(sockfd, "89", 2);

22 printf("wrote 2 bytes of normal data\n");

23 sleep(1);

24 exit(0);

25 }

Отправлены 9 байт, промежуток между операциями по отправке установлен с помощью функции sleepравным одной секунде. Назначение этого промежутка в том, чтобы данные каждой из функций writeили sendбыли переданы и получены на другом конце как отдельный сегмент TCP. Несколько позже мы обсудим некоторые вопросы согласования во времени при пересылке внеполосных данных. После выполнения данной программы мы видим вполне предсказуемый результат:

macosx % tcpsend01 freebsd 9999

wrote 3 bytes of normal data

wrote 1 byte of OOB data

wrote 2 bytes of normal data

wrote 1 byte of OOB data

wrote 2 bytes of normal data

В листинге 24.2 показана принимающая программа.

Листинг 24.2. Простая программа для получения внеполосных данных

//oob/tcprecv01.c

1 #include "unp.h"

2 int listenfd, connfd;

3 void sig_urg(int);

4 int

5 main(int argc, char **argv)

6 {

7 int n;

8 char buff[100];

9 if (argc == 2)

10 listenfd = Tcp_listen(NULL, argv[1], NULL);

11 else if (argc == 3)

12 listenfd = Tcp_listen(argv[1], argv[2], NULL);

13 else

14 err_quit("usage: tcprecv01 [ ] ");

15 connfd = Accept(listenfd, NULL, NULL);

16 Signal(SIGURG, sig_urg);

17 Fcntl(connfd, F_SETOWN, getpid());

18 for (;;) {

19 if ((n = Read(connfd, buff, sizeof(buff) - 1)) == 0) {

20 printf("received EOF\n");

21 exit(0);

22 }

23 buff[n] = 0; /* завершающий нуль */

24 printf("read bytes: %s\n", n, buff);

25 }

26 }

27 void

28 sig_urg(int signo)

29 {

30 int n;

31 char buff[100];

32 printf("SIGURG received\n");

33 n = Recv(connfd, buff, sizeof(buff) - 1, MSG_OOB);

34 buff[n] = 0; /* завершающий нуль */

35 printf("read OOB byte: %s\n", n, buff);

36 }

16-17 Устанавливается обработчик сигнала SIGURGи функция fcntlзадает владельца сокета для данного соединения.

Обратите внимание, что мы не задаем обработчик сигнала, пока не завершается функция accept. Существует небольшая вероятность того, что внеполосные данные могут прибыть после того, как TCP завершит трехэтапное рукопожатие, но до завершения функции accept. Внеполосные данные мы в этом случае потеряем. Допустим, что мы установили обработчик сигнала перед вызовом функции accept, а также задали владельца прослушиваемого сокета (который затем стал бы владельцем присоединенного сокета). Тогда, если внеполосные данные прибудут до завершения функции accept, наш обработчик сигналов еще не получит значения для дескриптора connfd. Если данный сценарий важен для приложения, следует инициализировать connfd, «вручную» присвоив этому дескриптору значение -1, добавить в обработчик проверку равенства connfd ==-1 и при истинности этого условия просто установить флаг, который будет проверяться в главном цикле после вызова accept. За счет этого главный цикл сможет узнать о поступлении внеполосных данных и считать их. Можно заблокировать сигнал на время вызова accept, но при этом программа будет страдать от всех возможных ситуаций гонок, описанных в разделе 20.5.

18-25Процесс считывает данные из сокета и выводит каждую строку, которая возвращается функцией read. После того как отправитель разрывает соединение, то же самое делает и получатель.

27-36Наш обработчик сигнала вызывает функцию printf, считывает внеполосные данные, устанавливая флаг MSG_OOB, а затем выводит полученные данные. Обратите внимание, что при вызове функции recv мы запрашиваем до 100 байт, но, как мы вскоре увидим, всегда возвращается только один байт внеполосных данных.

Как сказано ранее, вызов ненадежной функции printf из обработчика сигнала не рекомендуется. Мы делаем это просто для того, чтобы увидеть, что произойдет с нашей программой.

Ниже приведен результат, который получается, когда мы запускаем эту программу, а затем — программу для отправки внеполосных данных, приведенную в листинге 24.1.

freebsd % tcprecv01 9999

read 3 bytes: 123

SIGURG received

read 1 OOB byte: 4

read 2 bytes: 56

SIGURG received

read 1 OOB byte: 7

read 2 bytes: 89

received EOF

Результаты оказались такими, как мы и ожидали. Каждый раз, когда отправитель посылает внеполосные данные, для получателя генерируется сигнал SIGURG, после чего получатель считывает один байт, содержащий внеполосные данные.

Теперь мы переделаем код нашего получателя внеполосных данных и вместо сигнала SIGURGбудем использовать функцию select. В листинге 24.3 показана принимающая программа.