Основы программирования в Linux

Мэтью Нейл

 

SOCK_STREAM

— это упорядоченный, надежный, основанный на соединении, двунаправленный поток байтов. В случае домена сокетов

AF_INET

этот тип обмена данными по умолчанию обеспечивается TCP-соединением, которое устанавливается между двумя конечными точками потоковых сокетов при подключении. Данные могут передаваться в двух направлениях по линии связи сокетов. Протоколы TCP включают в себя средства фрагментации и последующей повторной сборки сообщений больших объемов и повторной передачи любых их частей, которые могли быть потеряны в сети.

 

SOCK_DGRAM

— дейтаграммный сервис. Вы можете использовать такой сокет для отправки

сообщений с фиксированным (обычно небольшим) максимальным объемом, но при этом нет гарантии, что сообщение будет доставлено или что сообщения не будут переупорядочены в сети. В случае сокетов домена

AF_INET

этот тип передачи данных обеспечивается дейтаграммами UDP (User Datagram Protocol, пользовательский протокол дейтаграмм).

Протокол, применяемый для обмена данными, обычно определяется типом сокета и доменом. Как правило, выбора нет. Параметр

protocol

применяется в тех случаях, когда выбор все же предоставляется. Задание 0 позволяет выбрать стандартный протокол, используемый во всех примерах данной главы.

Системный вызов

socket

возвращает дескриптор, во многом похожий на низкоуровневый файловый дескриптор. Когда сокет подключен к концевой точке другого сокета, для отправки и получения данных с помощью сокетов можно применять системные вызовы

read

и

write

с дескриптором сокета. Системный вызов

close

используется для удаления сокетного соединения.

Адреса сокетов

Каждый домен сокетов требует своего формата адресов. В домене

AF_UNIX

адрес описывается структурой

sockaddr_un

, объявленной в заголовочном файле sys/un.h: 

struct sockaddr_un {

 sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */

 char sun_path[]; /* Путь к файлу */

};

Для того чтобы адреса разных типов могли передаваться в системные вызовы для обработки сокетов, все адресные форматы описываются похожей структурой, которая начинается с поля (в данном случае

sun_family

), задающего тип адреса (домен сокета). В домене

AF_UNIX

адрес задается именем файла в поле структуры

sun_path

.

В современных системах Linux тип

sa_family_t

, описанный в стандарте X/Open как объявляемый в заголовочном файле sys/un.h, интерпретируется как тип

short

. Кроме того, размер

pathname

, задаваемого в поле

sun_path

, ограничен (в Linux указывается 108 символов; в других системах может применяться именованная константа, например,

UNIX_MAX_PATH

). Поскольку размер адресной структуры может меняться, многие системные вызовы сокетов требуют или предоставляют на выходе длину, которая будет использоваться для копирования конкретной адресной структуры.

В домене

AF_INET

адрес задается с помощью структуры с именем

sockaddr_in

, определенной в файле netinet/in.h, которая содержит как минимум следующие элементы:

struct sockaddr_in {

 short int sin_family; /* AF_INET */

 unsigned short int sin_port; /* Номер порта */

 struct in_addr sin_addr; /*

Интернет-адрес */

};

Структура IP-адреса типа in_addr определена следующим образом:

struct in_addr {

 unsigned long int s_addr;

};

Четыре байта IP-адреса образуют одно 32-разрядное значение. Сокет домена

AF_INET

полностью описывается IP-адресом и номером порта. С точки зрения приложения все сокеты действуют как файловые дескрипторы, и их адреса задаются уникальными целочисленными значениями.

Именование сокета

Для того чтобы сделать сокет (созданный с помощью вызова

socket

) доступным для других процессов, серверная программа должна присвоить сокету имя. Сокеты домена

AF_UNIX

связаны с полным именем файла в файловой системе, как вы видели в программе-примере server1. Сокеты домена

AF_INET

связаны с номером IP-порта.

#include <sys/socket.h>

int bind(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address len);

Системный вызов

bind

присваивает адрес, заданный в параметре

address

, неименованному сокету, связанному с дескриптором сокета

socket

. Длина адресной структуры передается в параметре

address_len

:

Длина и формат адреса зависят от адресного семейства. В системном вызове

bind

указатель конкретной адресной структуры должен быть приведен к обобщенному адресному типу

(struct sockaddr*)

.

В случае успешного завершения

bind

возвращает 0. Если он завершается аварийно, возвращается -1, и переменной

errno

присваивается одно из значений, перечисленных в табл. 15.2.

Таблица 15.2

Значение errno	Описание
EBADF	Неверный файловый дескриптор
ENOTSOCK	Файловый дескриптор не ссылается на сокет
EINVAL	Файловый дескриптор ссылается на сокет, уже получивший имя
EADDRNOTAVAIL	Недопустимый адрес
EADDINUSE	У адреса уже есть связанный с ним сокет
Для сокетов домена AF_UNIX есть несколько дополнительных значений
EACCESS	Невозможно создать имя в файловой системе из-за прав доступа
ENOTDIR , ENAMETOOLONG	Означает недопустимое имя файла