UNIX: разработка сетевых приложений

Для сокета на уровне UDP происходит неявная буферизация дейтаграмм в виде очереди. Действительно, у каждого сокета UDP имеется буфер приема, и каждая дейтаграмма, приходящая на этот сокет, помещается в его буфер приема. Когда процесс вызывает функцию recvfrom, очередная дейтаграмма из буфера возвращается процессу в порядке FIFO (First In, First Out — первым пришел, первым обслужен). Таким образом, если множество дейтаграмм приходит на сокет до того, как процесс может прочитать данные, уже установленные в очередь для сокета, то приходящие дейтаграммы просто добавляются в буфер приема сокета. Но этот буфер имеет ограниченный размер. Мы обсуждали этот размер и способы его увеличения с помощью параметра сокета SO_RCVBUF в разделе 7.5.

На рис. 8.3 показано обобщение нашей модели TCP клиент-сервер из главы 5, когда два клиента устанавливают соединения с сервером.

Рис. 8.3. Обобщение модели TCP клиент-сервер с двумя клиентами

Здесь имеется два присоединенных сокета, и каждый из присоединенных сокетов на узле сервера имеет свой собственный буфер приема. На рис. 8.4 показан случай, когда два клиента отправляют дейтаграммы серверу UDP.

Рис. 8.4. Обобщение модели UDP клиент-сервер с двумя клиентами

Существует только один процесс сервера, и у него имеется один сокет, на который сервер получает все приходящие дейтаграммы и с которого отправляет все ответы. У этого сокета имеется буфер приема, в который помещаются все приходящие дейтаграммы.

Функция main в листинге 8.1 является зависящей от протокола (она создает сокет семейства AF_INET, а затем выделяет и инициализирует структуру адреса сокета IPv4), но функция dg_echo от протокола не зависит. Причина, по которой функция dg_echo не зависит от протокола, заключается в том, что вызывающий процесс (в нашем случае функция main) должен разместить в памяти структуру адреса сокета корректного размера, и указатель на эту структуру вместе с ее размером передаются в качестве аргументов функции dg_echo. Функция dg_echo никогда не углубляется в эту структуру: она просто передает указатель на нее функциям recvfrom и sendto. Функция recvfrom заполняет эту структуру, вписывая в нее IP-адрес и номер порта клиента, и поскольку тот же указатель (pcliaddr) затем передается функции sendto в качестве адреса получателя, таким образом дейтаграмма отражается обратно клиенту, отправившему дейтаграмму.

8.5. Эхо-клиент UDP: функция main

Функция main клиента UDP показана в листинге 8.3.

Листинг 8.3. Эхо-клиент UDP

//udpcliserv/udpcli01.c

 1 #include "unp.h"

 2 int

 3 main(int argc, char **argv)

 4 {

 5  int sockfd;

 6  struct sockaddr_in servaddr;

 7  if (argc != 2)

 8   err_quit("usage: udpcli ");

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

10  servaddr.sin_family = AF_INET;

11  servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

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

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

14  dg_cli(stdin, sockfd, (SA*)&servaddr, sizeof(servaddr));

15  exit(0);

16 }

Заполнение структуры адреса сокета адресом сервера

9-12 Структура адреса сокета IPv4 заполняется IP-адресом и номером порта сервера. Эта структура будет передана функции dg_cli. Она определяет, куда отправлять дейтаграммы.

13-14 Создается сокет UDP и вызывается функция dg_cli.

8.6. Эхо-клиент UDP: функция dg_cli

В листинге 8.4 показана функция dg_cli, которая выполняет большую часть работы на стороне клиента.

Листинг 8.4. Функция dg_cli: цикл обработки клиента

//lib/dg_cli.c

 1 #include "unp.h"

 2 void

 3 dg_cli(FILE *fp, int sockfd, const SA *pservaddr, socklen_t servlen)

 4 {

 5  int n;

 6  char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE + 1];

 7  while (Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) {

 8   Sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, pservaddr, servlen);

 9   n = Recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, 0, NULL, NULL);

10   recvline[n] = 0; /* завершающий нуль */

11   Fputs(recvline, stdout);

12  }

13 }