Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

Из десяти определенных в IPv4 параметров наиболее часто используются параметры маршрутизации от отправителя, но в настоящее время их популярность падает из-за проблем, связанных с безопасностью. Доступ к параметрам заголовков IPv4 осуществляется с помощью параметра сокета IP_OPTIONS.

В IPv6 определены шесть заголовков расширения. Доступ к заголовкам расширения IPv6 осуществляется с помощью функционального интерфейса, что освобождает нас от необходимости углубляться в детали фактического формата пакета. Эти заголовки расширения записываются как вспомогательные данные функцией sendmsgи возвращаются функцией recvmsgтакже в виде вспомогательных данных.

1. Что изменится, если в нашем примере, приведенном в конце раздела 27.3, мы зададим каждый промежуточный узел с параметром -Gвместо -g?

2. Размер буфера, указываемый в качестве аргумента функции setsockoptдля параметра сокета IP_OPTIONS, должен быть кратен 4 байтам. Что бы нам пришлось делать, если бы мы не поместили параметр NOP в начало буфера, как показано на рис. 27.1?

3. Каким образом программа pingполучает маршрут от отправителя, когда используется параметр IP Record Route (запись маршрута), описанный в разделе 7.3 [128]?

4. Почему в примере кода для сервера rlogind, приведенном в конце раздела 27.3, который предназначен для удаления полученного маршрута от отправителя, дескриптор сокета (первый аргумент функций getsockoptи setsockopt) имеет нулевое значение?

5. В течение долгого времени для удаления маршрута использовался код, несколько отличающийся от приведенного в конце раздела 27.3. Он выглядел следующим образом:

optsize = 0;

setsockopt(0, ipproto, IP_OPTIONS, NULL, &optsize);

Что в этом фрагменте неправильно? Имеет ли это значение?

Символьные , или неструктурированные , сокеты ( raw sockets ) обеспечивают три возможности, не предоставляемые обычными сокетами TCP и UDP.

1. Символьные сокеты позволяют читать и записывать пакеты ICMPv4, IGMPv4 и ICMPv6. Например, программа pingпосылает эхо-запросы ICMP и получает эхо-ответы ICMP. (Наша оригинальная версия программы pingприведена в разделе 28.5.) Демон маршрутизации многоадресной передачи mroutedпосылает и получает пакеты IGMPv4.

2. Эта возможность также позволяет реализовывать как пользовательские процессы те приложения, которые построены с использованием протоколов ICMP и IGMP, вместо того чтобы помещать большее количество кода в ядро. Например, подобным образом построен демон обнаружения маршрутов ( in.rdiscв системе Solaris 2.x. В приложении F книги [111] рассказывается, как можно получить исходный код открытой версии). Этот демон обрабатывает два типа сообщений ICMP, о которых ядро ничего не знает (извещение маршрутизатора и запрос маршрутизатору).

С помощью символьных сокетов процесс может читать и записывать IPv4-дейтаграммы с полем протокола IPv4, которое не обрабатывается ядром. Посмотрите еще раз на 8-разрядное поле протокола IPv4, изображенное на рис. А.1. Большинство ядер обрабатывают дейтаграммы, содержащие значения поля протокола 1 (ICMP), 2 (IGMP), 6 (TCP) и 17 (UDP). Но для этого поля определено гораздо большее количество значений, полный список которых приведен в реестре IANA «Номера протоколов» (Protocol Numbers). Например, протокол маршрутизации OSPF не использует протоколы TCP или UDP, а работает напрямую с протоколом IP, устанавливая в поле протокола значение 89 для IP-дейтаграмм. Программа gated, реализующая OSPF, должна использовать для чтения и записи таких IP-дейтаграмм символьный сокет, поскольку они содержат значение поля протокола, о котором ничего не известно ядру. Эта возможность также переносится в версию IPv6.

3. С помощью символьных сокетов процесс может построить собственный заголовок IPv4 при помощи параметра сокета IP_HDRINCL. Такую возможность имеет смысл использовать, например, для построения собственного пакета UDP или TCP. Подобный пример приведен в разделе 29.7.

В данной главе описывается создание символьных сокетов, а также операции ввода и вывода с этими сокетами. Далее приводятся версии программ pingи traceroute, работающие как с версией IPv4, так и с версией IPv6.

При создании символьных сокетов выполняются следующие шаги:

1. Символьный сокет создается функцией socketсо вторым аргументом SOCK_RAW. Третий аргумент (протокол) обычно ненулевой. Например, для создания символьного сокета IPv4 следует написать:

int sockfd;

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, protocol );

где protocol— одна из констант IPPROTO_xxx, определенных в подключенном заголовочном файле , например IPPROTO_ICMP.

Только привилегированный пользователь может создать символьный сокет. Такой подход предотвращает отправку IP-дейтаграмм в сеть обычными пользователями.

2. Параметр сокета IP_HDRINCLможет быть установлен следующим образом:

const int on = 1;

if (setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, &on, sizeof(on))

обработка ошибки

В следующем разделе описывается действие этого параметра.

3. На символьном сокете можно вызвать функцию bind, но это делается редко. Эта функция устанавливает только локальный адрес: на символьном сокете нет понятия порта. Что касается вывода, вызов функции bindустанавливает IP-адрес отправителя, который будет использоваться для дейтаграмм, отправляемых на символьном сокете (только если не установлен параметр сокета IP_HDRINCL). Если функция bindне вызывается, ядро использует в качестве IP-адреса отправителя основной IP-адрес исходящего интерфейса.

4. На символьном сокете можно вызвать функцию connect, но это делается редко. Эта функция устанавливает только внешний адрес, так как на символьном сокете нет понятия порта. О выводе можно сказать, что вызов функции connect позволяет нам вызвать функцию writeили sendвместо sendto, поскольку IP-адрес получателя уже определен.

Вывод на символьном сокете регулируется следующими правилами:

1. Стандартный вывод выполняется путем вызова функции sendtoили sendmsgи определения IP-адреса получателя. Функции write, writevи sendтакже можно использовать, если сокет был присоединен.

2. Если не установлен параметр сокета IP_HDRINCL, то начальный адрес данных, предназначенных для записи ядром, указывает на первый байт, следующий за IP-заголовком, поскольку ядро будет строить IP-заголовок и добавлять его к началу данных из процесса. Ядро устанавливает поле протокола создаваемого заголовка IPv4 равным значению третьего аргумента функции socket.