Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

Если у ядра есть IP-дейтаграмма для пересылки символьному сокету, в поисках подходящих сокетов проверяются все символьные сокеты всех процессов. Копия IP-дейтаграммы доставляется каждому подходящему сокету. Для каждого символьного сокета выполняются три перечисленных ниже проверки, и только в том случае, если все три проверки дают положительный результат, дейтаграмма направляется данному сокету.

1. Если при создании символьного сокета определено ненулевое значение protocol(третий аргумент функции socket), то значение поля протокола полученной дейтаграммы должно совпадать с этим ненулевым значением, иначе дейтаграмма не будет доставлена на данный сокет.

2. Если локальный IP-адрес связан с символьным сокетом функцией bind, IP-адрес получателя в полученной дейтаграмме должен совпадать с этим адресом, иначе дейтаграмма не посылается данному сокету.

3. Если для символьного сокета был определен внешний адрес с помощью функции connect, IP-адрес отправителя в полученной дейтаграмме должен совпадать с этим адресом, иначе дейтаграмма не посылается данному сокету.

Следует отметить, что если символьный сокет создан с нулевым значением аргумента protocolи не вызывается ни функция bind, ни функция connect, то сокет получает копии всех дейтаграмм, которые ядро направляет символьным сокетам.

Дейтаграммы IPv4 всегда передаются через символьные сокеты целиком, вместе с заголовками. В версии IPv6 символьному сокету передается все, кроме дополнительных заголовков (см., например, рис. 28.4 и 28.6).

В заголовке IPv4, передаваемом приложению, для ip_len, ip_off и ip_id установлен порядок байтов узла, а все остальные ноля имеют порядок байтов сети. В системе Linux все поля остаются в сетевом порядке байтов.

Как уже говорилось, интерфейс символьных сокетов определяется таким образом, чтобы работа со всеми протоколами, в том числе и не обрабатываемыми ядром, осуществлялась одинаково. Поэтому содержимое полей зависит от ядра операционной системы.

В предыдущем разделе мы отметили, что все ноля символьного сокета IPv6 остаются в сетевом порядке байтов.

Символьный сокет ICMPv4 получает большинство сообщений ICMPv4, полученных ядром. Но ICMPv6 является расширением ICMPv4, включающим функциональные возможности ARP и IGMP (см. раздел 2.2). Следовательно, символьный сокет ICMPv6 потенциально может принимать гораздо больше пакетов по сравнению с символьным сокетом ICMPv4. Но большинство приложений, использующих символьные сокеты, заинтересованы только в небольшом подмножестве всех ICMP-сообщений.

Для уменьшения количества пакетов, передаваемых от ядра к приложению через символьный ICMPv6-сокет, предусмотрен фильтр, связанный с приложением. Фильтр объявляется с типом данных struct icmp6_filter, который определяется в заголовочном файле . Для установки и получения текущего ICMPv6-фильтра для символьного сокета ICMPv6 используются функции setsockoptи getsockoptс аргументом level, равным IPPROTO_ICMPV6, и аргументом optname, равным ICMP6_FILTER.

Со структурой icmp6_filterработают шесть макросов.

#include

void ICMP6_FILTER_SETPASSALL(struct icmp6_filter * filt );

void ICMP6_FILTER_SETBLOCKALL(struct icmp6_filter * filt );

void ICMP6_FILTER_SETPASS(int msgtype , struct icmp6_filter * filt );

void ICMP6_FILTER_SETBLOCK(int msgtype , struct icmp6_filter * filt );

int ICMP6_FILTER_WILLPASS(int msgtype , const struct icmp6_filter * filt );

int ICMP6_FILTER_WILLBLOCK(int msgtype , const struct icmp6_filter * filt );

Все возвращают: 1, если фильтр пропускает (блокирует) сообщение данного типа, 0 в противном случае

Аргумент filtвсех макрокоманд является указателем на переменную icmp6_filter, изменяемую первыми четырьмя макрокомандами и проверяемую последними двумя. Аргумент msgtypeявляется значением в интервале от 0 до 255, определяющим тип ICMP-сообщения.

Макрокоманда SETPASSALLуказывает, что все типы сообщений должны пересылаться приложению, а макрокоманда SETBLOCKALL— что никакие сообщения не должны посылаться приложениям. По умолчанию при создании символьного сокета ICMPv6 подразумевается, что все типы ICMP-сообщений пересылаются приложению.

Макрокоманда SETPASSопределяет конкретный тип сообщений, который должен пересылаться приложению, а макрокоманда SETBLOCKблокирует один конкретный тип сообщений. Макрокоманда WILLPASSвозвращает значение 1, если определенный тип пропускается фильтром. Макрокоманда WILLBLOCKвозвращает значение 1, если определенный тип блокирован фильтром, и нуль в противном случае.

В качестве примера рассмотрим приложение, которое будет получать только ICMPv6-извещения маршрутизатора:

struct icmp6_filter myfilt;

fd = Socket(AF_INET6, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMPV6);

ICMP6_FILTER_SETBLOCKALL(&myfilt);

ICMP6_FILTER_SETPASS(ND_ROUTER_ADVERT, &myfilt);

Setsockopt(fd, IPPROTO_ICMPV6, ICMP6_FILTER, &myfilt, sizeof(myfilt));

Сначала мы блокируем все типы сообщений (поскольку по умолчанию все типы сообщений пересылаются), а затем разрешаем пересылать только извещения маршрутизатора. Несмотря на то, что мы используем фильтр, приложение должно быть готово к получению всех типов пакетов ICMPv6, потому что любые пакеты ICMPv6, полученные между вызовами socketи setsockopt, будут добавлены в очередь на сокете. Параметр ICMP6_FILTER — лишь средство оптимизации условий функционирования приложения.

В данном разделе приводится версия программы ping, работающая как с IPv4, так и с IPv6. Вместо того чтобы представить известный доступный исходный код, мы разработали оригинальную программу, и сделано это по двум причинам. Во-первых, свободно доступная программа pingстрадает общей болезнью программирования, известной как «ползучий улучшизм» (стремление к постоянным ненужным усложнениям программы в погоне за мелкими улучшениями): она поддерживает 12 различных параметров. Наша цель при исследовании программы pingв том, чтобы понять концепции и методы сетевого программирования и не быть при этом сбитыми с толку ее многочисленными параметрами. Наша версия программы pingподдерживает только один параметр и занимает в пять раз меньше места, чем общедоступная версия. Во-вторых, общедоступная версия работает только с IPv4, а нам хочется показать версию, поддерживающую также и IPv6.

Действие программы ping предельно просто: по некоторому IP-адресу посылается эхо-запрос ICMP, и этот узел отвечает эхо-ответом ICMP. Оба эти сообщения поддерживаются в обеих версиях — и в IPv4, и в IPv6. На рис. 28.1 приведен формат ICMP-сообщений.

Рис. 28.2. Обзор функций программы ping