UNIX: разработка сетевых приложений

Приложение вызывает функцию connect, задавая IP-адрес и номер порта собеседника. Затем оно использует функции readи writeдля обмена данными с собеседником.

Дейтаграммы, приходящие с любого другого IP-адреса или порта (который мы обозначаем как «???» на рис. 8.7), не передаются на присоединенный сокет, поскольку либо IP-адрес, либо UDP-порт отправителя не совпадают с адресом протокола, с которым сокет соединяется с помощью функции connect. Эти дейтаграммы могут быть доставлены на какой-то другой сокет UDP на узле. Если нет другого совпадающего сокета для приходящей дейтаграммы, UDP проигнорирует ее и сгенерирует ICMP-сообщение о недоступности порта.

Обобщая вышесказанное, мы можем утверждать, что клиент или сервер UDP может вызвать функцию connect, только если этот процесс использует сокет UDP для связи лишь с одним собеседником. Обычно именно клиент UDP вызывает функцию connect, но существуют приложения, в которых сервер UDP связывается с одним клиентом на длительное время (например, TFTP), и в этом случае и клиент, и сервер вызывают функцию connect.

Еще один пример долгосрочного взаимодействия — это DNS (рис. 8.8).

Рис. 8.8. Пример клиентов и серверов DNS и функции connect

Клиент DNS может быть сконфигурирован для использования одного или более серверов, обычно с помощью перечисления IP-адресов серверов в файле /etc/resolv.conf. Если в этом файле указан только один сервер (на рисунке этот клиент изображен в крайнем слева прямоугольнике), клиент может вызвать функцию connect, но если перечислено множество серверов (второй справа прямоугольник на рисунке), клиент не может вызвать функцию connect. Обычно сервер DNS обрабатывает также любые клиентские запросы, следовательно, серверы не могут вызывать функцию connect.

Многократный вызов функции connect для сокета UDP

Процесс с присоединенным сокетом UDP может снова вызвать функцию connectДля этого сокета, чтобы:

 задать новый IP-адрес и порт;

 отсоединить сокет.

Первый случай, задание нового собеседника для присоединенного сокета UDP, отличается от использования функции connectс сокетом TCP: для сокета TCP функция connectможет быть вызвана только один раз.

Чтобы отсоединить сокет UDP, мы вызываем функцию connect, но присваиваем элементу семейства структуры адреса сокета ( sin_familyдля IPv4 или sin6_familyдля IPv6) значение AF_UNSPEC. Это может привести к ошибке EAFNOSUPPORT[128, с. 736], но это нормально. Именно процесс вызова функции connectна уже присоединенном сокете UDP позволяет отсоединить сокет [128, с. 787–788].

ПРИМЕЧАНИЕ

В руководстве BSD по поводу функции connect традиционно говорилось: «Сокеты дейтаграмм могут разрывать связь, соединяясь с недействительными адресами, такими как пустые адреса». К сожалению, ни в одном руководстве не сказано, что представляет собой «пустой адрес», и не упоминается, что в результате возвращается ошибка (что нормально). Стандарт POSIX явно указывает, что семейство адресов должно быть установлено в AF_UNSPEC, но затем сообщает, что этот вызов функции connect может возвратить, а может и не возвратить ошибку EAFNOSUPPORT.

Производительность

Когда приложение вызывает функцию sendtoна неприсоединенном сокете UDP, ядра реализаций, происходящих от Беркли, временно соединяются с сокетом, отправляют дейтаграмму и затем отсоединяются от сокета [128, с. 762–763]. Таким образом, вызов функции sendtoдля последовательной отправки двух дейтаграмм на неприсоединенном сокете включает следующие шесть шагов, выполняемых ядром:

 присоединение сокета;

 вывод первой дейтаграммы;

 отсоединение сокета;

 присоединение сокета;

 вывод второй дейтаграммы;

 отсоединение сокета.