Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

С помощью присоединенного сокета UDP можно также задавать исходящий интерфейс, который будет использован для отправки дейтаграмм к определенному получателю. Это объясняется побочным эффектом функции connect, примененной к сокету UDP: ядро выбирает локальный IP-адрес (предполагается, что процесс еще не вызвал функцию bindдля явного его задания). Локальный адрес выбирается в процессе поиска адреса получателя в таблице маршрутизации, причем берется основной IP-адрес интерфейса, с которого, согласно таблице, будут отправляться дейтаграммы.

В листинге 8.13 показана простая программа UDP, которая с помощью функции connect соединяется с заданным IP-адресом и затем вызывает функцию getsockname, выводя локальный IP-адрес и порт.

Листинг 8.13. Программа UDP, использующая функцию connect для определения исходящего интерфейса

//udpcliserv/udpcli09.c

1 #include "unp.h"

2 int

3 main(int argc, char **argv)

4 {

5 int sockfd;

6 socklen_t len;

7 struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;

8 if (argc != 2)

9 err_quit("usage: udpcli ");

10 sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

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

12 servaddr.sin_family = AF_INET;

13 servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

14 Inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);

15 Connect(sockfd, (SA*)&servaddr, sizeof(servaddr));

16 len = sizeof(cliaddr);

17 Getsockname(sockfd, (SA*)&cliaddr, &len);

18 printf("local address %s\n", Sock_ntop((SA*)&cliaddr, len));

19 exit(0);

20 }

Если мы запустим программу на узле freebsdс несколькими сетевыми интерфейсами, то получим следующий вывод:

freebsd % udpcli09 206.168.112.96

local address 12.106.32.254:52329

freebsd % udpcli09 192.168.42.2

local address 192.168.42.1:52330

freebsd % udpcli09 127.0.0.1

local address 127.0.0.1:52331

По рис. 1.7 видно, что когда мы запускаем программу первые два раза, аргументом командной строки является IP-адрес в разных сетях Ethernet. Ядро присваивает локальный IP-адрес первичному адресу интерфейса в соответствующей сети Ethernet. При вызове функции connectна сокете UDP ничего не отправляется на этот узел — это полностью локальная операция, которая сохраняет IP-адрес и порт собеседника. Мы также видим, что вызов функции connect на неприсоединенном сокете UDP также присваивает сокету динамически назначаемый порт.

К сожалению, эта технология действует не во всех реализациях, что особенно касается ядер, происходящих от SVR4. Например, это не работает в Solaris 2.5, но работает в AIX, Digital Unix, Linux, MacOS X и Solaris 2.6.

Теперь мы объединим наш параллельный эхо-сервер TCP из главы 5 и наш последовательный эхо-сервер UDP из данной главы в один сервер, использующий функцию selectдля мультиплексирования сокетов TCP и UDP. В листинге 8.14 представлена первая часть этого сервера.

Листинг 8.14. Первая часть эхо-сервера, обрабатывающего сокеты TCP и UDP при помощи функции select

//udpcliserv/udpservselect01.c

1 #include "unp.h"

2 int

3 main(int argc, char **argv)

4 {

5 int listenfd, connfd, udpfd, nready, maxfdp1;

6 char mesg[MAXLINE];

7 pid_t childpid;

8 fd_set rset;

9 ssize_t n;

10 socklen_t len;

11 const int on = 1;

12 struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;

13 void sig_chld(int);

14 /* создание прослушиваемого сокета TCP */

15 listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

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

17 servaddr.sin_family = AF_INET;

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

19 servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

20 Setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));

21 Bind(listenfd, (SA*)&servaddr, sizeof(servaddr));

22 Listen(listenfd, LISTENQ);

23 /* создание сокета UDP */

24 udpfd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

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

26 servaddr.sin_family = AF_INET;

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

28 servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

29 Bind(udpfd, (SA*)&servaddr, sizeof(servaddr));

14-22 Создается прослушиваемый сокет TCP, который связывается с заранее известным портом сервера. Мы устанавливаем параметр сокета SO_REUSEADDRв случае, если на этом порте существуют соединения.

23-29 Также создается сокет UDP и связывается с тем же портом. Даже если один и тот же порт используется для сокетов TCP и UDP, нет необходимости устанавливать параметр сокета SO_REUSEADDRперед этим вызовом функции bind, поскольку порты TCP не зависят от портов UDP.

В листинге 8.15 показана вторая часть нашего сервера.

Листинг 8.15. Вторая половина эхо-сервера, обрабатывающего TCP и UDP при помощи функции select

udpcliserv/udpservselect01.c

30 Signal(SIGCHLD, sig_chld); /* требуется вызвать waitpid() */

31 FD_ZERO(&rset);

32 maxfdp1 = max(listenfd, udpfd) + 1;

33 for (;;) {

34 FD_SET(listenfd, &rset);

35 FD_SET(udpfd, &rset);

36 if ((nready = select(maxfdp1, &rset, NULL, NULL, NULL)) < 0) {

37 if (errno == EINTR)

38 continue; /* назад в for() */

39 else

40 err_sys("select error");

41 }

42 if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) {

43 len = sizeof(cliaddr);

44 connfd = Accept(listenfd, (SA*)&cliaddr, &len);

45 if ((childpid = Fork()) == 0) { /* дочерний процесс */

46 Close(listenfd); /* закрывается прослушиваемый сокет */

47 str_echo(connfd); /* обработка запроса */

48 exit(0);

49 }

50 Close(connfd); /* родитель закрывает присоединенный сокет */

51 }

52 if (FD_ISSET(udpfd, &rset)) {

53 len = sizeof(cliaddr);

54 n = Recvfrom(udpfd, mesg, MAXLINE, 0, (SA*)&cliaddr, &len);

55 Sendto(udpfd, mesg, n, 0, (SA*)&cliaddr, len);

56 }

57 }

58 }

30 Для сигнала SIGCHLDустанавливается обработчик, поскольку соединения TCP будут обрабатываться дочерним процессом. Этот обработчик сигнала мы показали в листинге 5.8.

31-32 Мы инициализируем набор дескрипторов для функции selectи вычисляем максимальный из двух дескрипторов, готовности которого будем ожидать.

34-41 Мы вызываем функцию select, ожидая только готовности к чтению прослушиваемого сокета TCP или сокета UDP. Поскольку наш обработчик сигнала sig_chldможет прервать вызов функции select, обрабатываем ошибку EINTR.

42-51 С помощью функции acceptмы принимаем новое клиентское соединение, а когда прослушиваемый сокет TCP готов для чтения, с помощью функции forkпорождаем дочерний процесс и вызываем нашу функцию str_echoв дочернем процессе. Это та же последовательность действий, которую мы выполняли в главе 5.

52-57 Если сокет UDP готов для чтения, дейтаграмма пришла. Мы читаем ее с помощью функции recvfromи отправляем обратно клиенту с помощью функции sendto.