Вживання інтерфейсу мережних викликів для інших сімейств протоколів. Unix Domain протоколи. Файли типу "сокет"
Розглянутий нами інтерфейс уміє працювати не тільки із стеком протоколів TCP/IP, але і з іншими сімействами протоколів. При цьому потрібна лише незначна зміна написаних з його допомогою програм. Розглянемо дії, які необхідно виконати для модернізації написаних для TCP/IP програм під інше сімейство протоколів.
Змінюється тип сокета, тому для його точної специфікації потрібно задавати інші параметри в системному виклику socket().
В різних сімействах протоколів застосовуються різні адресні простори для видалених і локальних адрес сокетів. Тому міняється склад структури для зберігання повної адреси сокета, назва її типу, найменування полів і спосіб їх заповнення.
Опис типів даних і приречених констант знаходитиметься в інших include-файлах, тому буде потрібно замінити include-файли <netinet/in.h> і <arpa/inet.h> на файли, що відносяться до вибраного сімейства протоколів.
Може змінитися спосіб обчислення фактичної довжини повної адреси сокета і вказівки його максимального розміру.
Мал. 15-16.9. Схема роботи TCP-серверу з паралельною обробкою запитів
Давайте докладніше розглянемо ці зміни на прикладі сімейства UNIX Domain протоколів. Сімейство UNIX Domain протоколів призначено для спілкування локальних процесів з використанням інтерфейсу системних викликів. Воно містить один потоковий і один датаграмний протокол. Ніякий мережний інтерфейс при цьому не використовується, а вся передача інформації реально відбувається через адресний простір ядра операційної системи. Багато програм, що взаємодіють і з локальними, і з видаленими процесами (наприклад, X-Windows), для локального спілкування використовують цей стек протоколів.
Оскільки спілкування відбувається в рамках однієї обчислювальної системи, в повній адресі сокета його видалена частина відсутня. Як адресний простір портів – локальної частини адреси – вибрано адресний простір, співпадаючий з безліччю всіх допустимих імен файлів у файловій системі.
При цьому як ім'я сокета вимагається задавати ім'я неіснуючого ще файлу в директорії, до якої у вас є права доступу як на запис, так і на читання. При настройці адреси (системний виклик bind()) під цим ім'ям буде створений файл типу "сокет" – останній ще невідомий нам тип файлу. Цей файл для сокетів грає роль файлу-мітки типа FIFO для іменованих pip’ов. Якщо на вашій машині функціонують X-Windows, то ви зможете знайти такий файл в директорії з ім'ям /tmp/.X11-unix – це файл типу "сокет", що служить для взаємодії локальних процесів з віконним сервером.
Для зберігання повної адреси сокета використовується структура наступного вигляду, описаного у файлі <sys/un.h>:
struct sockaddr_un{
short sun_family;
/* Вибране сімейство
протоколів – завжди AF_UNIX */
char sun_path[108];
/* Ім'я файлу типу "сокет" */
};
Вибране ім'я файлу ми копіюватимемо всередину структури, використовуючи функцію strcpy().
Фактична довжина повної адреси сокета, що зберігається в структурі з ім'ям my_addr, може бути обчислена таким чином: sizeof(short)+strlen(my_addr.sun_path). В Linux для цих цілей можна використовувати спеціальний макрос мови З
SUN_LEN(struct sockaddr_un*)
Нижче приведені тексти переписаних під сімейство UNIX Domain протоколів клієнта і серверу для сервісу echo (програми 15–16-5.c і 15–16-6.c), що спілкуються через датаграми. Клієнт використовує сокет з ім'ям AAAA в поточній директорії, а сервер – сокет з ім'ям BBBB. Як випливає з опису типу даних, ці імена (повні або відносні) не повинні по довжині перевищувати 107 символів. Коментарі дані лише для змін в порівнянні з програмами 15–16-1.c і 15–16-2.c.
/* А simple echo UNIX Domain datagram server */
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h> /* Новий include-файл замість netinet/in.h і arpa/inet.h */
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int sockfd;
int clilen, n;
char line[1000];
struct sockaddr_un servaddr, cliaddr; /* новий тип даних під адреси сокетів */
if((sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0)) < 0)
/* Змінений тип сімейства протоколів */
{
реrror(NULL);
exit(1);
}
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sun_family = AF_UNIX; /* Змінений тип сімейства протоколів і ім'я поля в структурі */
strcpy(servaddr.sun_path,"BBBB"); /* Локальний адреса сокета серверу – BBBB – в поточній директорії */
if(bind(sockfd (struct sockaddr *) &servaddr
SUN_LEN(&servaddr)) < 0) /* Змінено обчислення фактичної довжини адреси */
{
реrror(NULL);
close(sockfd);
exit(1);
}
while(1){
clilen = sizeof(struct sockaddr_un); /* Змінено обчислення максимальної довжини для адреси клієнта */
if((n = recvfrom(sockfd, line, 999, 0
(struct sockaddr *) &cliaddr &clilen)) < 0){
реrror(NULL);
close(sockfd);
exit(1);
}
if(sendto(sockfd, line, strlen(line), 0
(struct sockaddr *) &cliaddr, clilen) < 0){
реrror(NULL);
close(sockfd);
exit(1);
}
}
return 0;
}
Лістинг 15-16.5. Програма 15–16-5.c . А simple echo UNIX Domain datagram server
/* А simple echo UNIX Domain datagram client */
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h> /* Новий include-файл замість netinet/in.h і arpa/inet.h */
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
int main() /* Аргументи командного рядка не потрібні оскільки сервіс є локальним, і не потрібно указувати, до якої машини ми поводимося із запитом */
{
int sockfd;
int n, len;
char sendline[1000], recvline[1000];
struct sockaddr_un servaddr, cliaddr; /* новий тип даних під адреси сокетів */
if((sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) /* Змінений тип сімейства протоколів */
{
реrror(NULL);
exit(1);
}
bzero(&cliaddr, sizeof(cliaddr));
cliaddr.sun_family= AF_UNIX; /* Змінений тип сімейства протоколів і ім'я поля в структурі */
strcpy(cliaddr.sun_path,"AAAA");/* Локальна адреса сокета клієнта – AAAA – в поточній директорії */
if(bind(sockfd (struct sockaddr *) &cliaddr SUN_LEN(&cliaddr)) < 0) /* Змінено обчислення фактичної довжини адреси */
{
реrror(NULL);
close(sockfd);
exit(1);
}
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sun_family = AF_UNIX; /* Змінений тип сімейства протоколів і ім'я поля в структурі */
strcpy(servaddr.sun_path,"BBBB"); /* Локальна адреса сокета серверу – BBBB – в поточній директорії */
printf("String => ");
fgets(sendline, 1000, stdin);
if(sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline)+1 0 (struct sockaddr *) &servaddr SUN_LEN(&servaddr)) < 0) /* Змінено обчислення фактичної довжини адреси */
{
реrror(NULL);
close(sockfd);
exit(1);
}
if((n = recvfrom(sockfd, recvline, 1000, 0 (struct sockaddr *) NULL, NULL)) < 0){
реrror(NULL);
close(sockfd);
exit(1);
}
recvline[n]= 0;
printf("%s", recvline);
close(sockfd);
return 0;
}
Лістинг 15-16.6. Програма 15–16-6.c . А simple echo UNIX Domain datagram client.
Наберіть програми, відкомпілюйте їх і переконайтеся в працездатності.