А. Григорьев - О чём не пишут в книгах по Delphi

DoS-атака (Denied of Service) — способ помешать функционированию сервера, заключающийся в загрузке его бесполезной работой. В простейшем случае — это просто одновременное подключение большого числа клиентов. У нас даже простое подключение большого числа клиентов приводит к большому расходу системных ресурсов, поэтому DoS-атакой можно добиться неработоспособности не только самого сервера, но и системы в целом. Полностью защититься от DoS-атаки невозможно, но можно снизить урон, наносимый ею. Об этом мы поговорим далее.

Так как многие функции библиотеки сокетов блокируют вызвавшую их нить, если соответствующая операция не может быть выполнена немедленно, часто бывает полезно заранее знать, готов ли сокет к немедленному (без блокирования) выполнению той или иной операции. Основным средством определения этого в библиотеке сокетов служит функция select:

function select(nfds: Integer; readfds, writefds, exceptfds: PFDSet; timeout: PTimeVal): LongInt;

Первый параметр этой функции оставлен только для совместимости со старыми версиями библиотеки сокетов: в существующих версиях он игнорируется. Три следующих параметра содержат указатели на множества сокетов (эти множества описываются типом TFDSet), состояние которых должно проверяться. В данном случае понятие множества не имеет ничего общего с типом множество в Delphi. В оригинальной версии библиотеки сокетов, написанной на C, определены макросы, позволяющие очищать такие множества, добавлять и удалять сокеты и определять, входит ли тот или иной сокет в множество. В модуле WinSock эти макросы заменены одноименными процедурами и функциями (листинг 2.22).

// Удаляет сокет Socket из множества FDSet.

procedure FD_CLR(Socket: TSocket; var FDSet: TFDSet);

// Определяет, входит ли сокет Socket в множество FDSet.

function FD_ISSET(Socket: TSocket; var FDSet: TFDSet): Boolean;

// Добавляет сокет Socket в множество FDSet.

procedure FD_SET(Socket: TSocket; var FDSet: TFDSet);

// Инициализирует множество FDSet.

procedure FD_ZERO(var FDSet: TFDSet);

При создании переменной типа TFDSetв той области памяти, которую она занимает, могут находиться произвольные данные, являющиеся, по сути дела, "мусором". Из-за этого мусора функции FD_CLR, FD_ISSET, и FD_SETне смогут работать корректно. Процедура FD_ZEROочищает мусор, создавая пустое множество. Вызов остальных функций FD_XXX до вызова FD_ZEROприведёт к непредсказуемым результатам.

Мы намеренно не приводим здесь описание внутренней структуры типа TFDSet. С помощью функций FD_XXXможно выполнить все необходимые операции с множеством, не зная этой структуры. Отметим, что в Windows и в Unix внутреннее устройство этого типа существенно различается, но благодаря использованию этих функций код остается переносимым.

В Windows максимальное количество сокетов, которое может содержать в себе множество TFDSet, определяется значением константы FD_SETSIZE. По умолчанию ее значение равно 64. В C/C++ отсутствует раздельная компиляция модулей в том смысле, в котором она существует в Delphi, поэтому модуль в этих языках может поменять значение константы FD_SETSIZEперед включением заголовочного файла библиотеки сокетов, и это изменение приведёт к изменению внутренней структуры типа TFDSet(точнее, типа FDSet— в C/C++ он называется так). К счастью, в Delphi модули надежно защищены от подобного влияния друг на друга, поэтому как бы мы ни переопределяли константу FD _SETSIZEв своем модуле, на модуле WinSock это никак не отразится. В Delphi приходится прибегать к другому способу изменения количества сокетов в множестве: для этого следует определить свой тип, эквивалентный по структуре TFDSet, но резервирующий иное количество памяти для хранения сокетов (структуру TFDSetможно узнать из исходного кода модуля WinSock). В функцию selectможно передавать указатели на структуры нового типа, необходимо только приведение типов указателей. А вот существующие функции FD_XXX, к сожалению, не смогут работать с новой структурой, потому что компилятор требует строгого соответствия типов для параметров-переменных. Но, опять же, при необходимости очень легко создать аналоги этих функций для своей структуры.

На первый взгляд может показаться, что Delphi в данном случае хуже, чем C/C++. Но достаточно хотя бы раз столкнуться с ошибкой, вызванной взаимным влиянием макроопределений в модулях C/C++, чтобы понять, что уж лучше написать несколько лишних строк кода, лишь бы никогда больше не иметь таких проблем.

Последний параметр функции selectсодержит указатель на структуру TTimeVal, которая описывается следующим образом:

TTimeVal = record

tv_sec: LongInt;

tv_usec: LongInt;

end;

Эта структура служит для задания времени ожидания. Поле tv_secсодержит число полных секунд в этом интервале, поле tv_usec— число микросекунд. Так, чтобы задать интервал ожидания, равный 1,5 с, нужно присвоить полю tv_secзначение 1, а полю tv_usec— значение 500 000. Параметр timeoutфункции selectдолжен содержать указатель на заполненную подобным образом структуру, определяющую, сколько времени функция будет ожидать, пока хотя бы один из сокетов не будет готов к требуемой операции. Если этот указатель равен nil, ожидание будет бесконечным.

Мы потратили достаточно много времени, выясняя структуру параметров функции select. Теперь, наконец-то, можно перейти к описанию того, зачем она нужна и какой смысл несет каждый из ее параметров.

Функция selectпозволяет дождаться, когда хотя бы один из сокетов, переданный в одном из множеств, будет готов к выполнению той или иной операции. Какой именно операции, определяется тем, в какое из трех множеств входит сокет. Для сокетов, входящих в множество readfds, готовность означает, что функции recvили recvfromбудут выполнены без блокирования. В случае UDP это означает, что во входном буфере сокета есть данные, которые можно прочитать. При использовании TCP функции recvи recvfromмогут быть выполнены без задержки еще в двух случаях: когда партнер закрыл соединение (в этом случае функции вернут 0), а также когда соединение некорректно разорвано (в этом случае функции вернут SOCKET_ERROR). Кроме того, если сокет, включенный в множество readfds, находится в состоянии ожидания соединения (в которое он переведен с помощью функции listen), то для него состояние готовности означает, что очередь соединений не пуста и функция acceptбудет выполнена без задержек.

Для сокетов, входящих в множество writefds, готовность означает, что сокет соединен, а в его выходном буфере есть свободное место. (До сих пор мы обсуждали только блокирующие сокеты, для которых успешное завершение функции connect автоматически означает, что сокет соединен. Далее мы познакомимся с неблокирующими сокетами, для которых нужно вызвать функцию select, чтобы понять, установлено ли соединение.) Наличие свободного места в буфере не гарантирует того, что функции sendили sendtoне будут блокировать вызвавшую их нить, т.к. программа может попытаться передать больший объем информации, чем размер свободного места в буфере на момент вызова функции. В этом случае функции sendи sendtoвернут управление вызвавшей их нити только после того, как часть данных будет отправлена, и в буфере сокета освободится достаточно места.