Разработка приложений в среде Linux. Второе издание
вернуться

Троан Эрик В.
Шрифт:

В настоящем разделе представлены основные системные вызовы для создания и инициализации сокетов для любого протокола. Для того чтобы не зависеть от протоколов, информация в некоторой степени абстрагирована, по этой же причине мы не приводим примеры. Следующие два раздела посвящены применению сокетов в двух различных протоколах (домен Unix и TCP/IP). Здесь вы найдете подробные примеры использования большинства системных вызовов, описанных ниже.

17.3.1. Создание сокета

Новые сокеты создаются системным вызовом

socket
, который возвращает файловый дескриптор для неинициализированного сокета. При создании сокет привязывается к определенному протоколу, однако соединение для сокета не устанавливается. На данном этапе еще невозможно считывать информацию из сокета и записывать в него.

#include <sys/socket.h>

int socket(int domain, int type, int protocol);

Подобно

open
, функция
socket
возвращает значение меньше 0, если имела место ошибка, и файловый дескриптор, больший или равный нулю, если все прошло благополучно. Три параметра устанавливают протокол, который нужно использовать.

Первый параметр указывает семейство протоколов и, как правило, принимает одно из значений, перечисленных в табл. 17.1.

Следующий параметр

type
может иметь одно из значений:
SOCK_STREAM
,
SOCK_DGRAM
или
SOCK_RAW
. [119] Здесь
SOCK_STREAM
указывает потоковый протокол из данного семейства, a
SOCK_DGRAM
специфицирует дейтаграммный протокол из того же семейства. Параметр
SOCK_RAW
предоставляет возможность передавать пакеты прямо в драйвер сетевого устройства, что позволяет пользовательским приложениям поддерживать сетевые протоколы, которые не воспринимаются ядром.

119

Допустимы еще несколько значений данного параметра, однако они редко применяются в коде приложений.

Последний параметр устанавливает протокол для использования с учетом всех ограничений, введенных первыми двумя параметрами. Как правило, значение этого параметра равно 0, что позволяет ядру использовать стандартный протокол установленного типа из указанного семейства. В табл. 17.2 перечислены некоторые допустимые протоколы для семейства

PF_INET
. Стандартными протоколами здесь считаются
IPPROTO_TCP
(потоковый) и
IPPROTO_UDP
(дейтаграммный).

Таблица 17.2. Протоколы IP

Протокол Описание
IPPROTO_ICMP
 Internet Control Message Protocol (протокол управляющих сообщений в сети Internet) для IPv4.
IPPROTO_ICMPV6
 Internet Control Message Protocol (протокол управляющих сообщений в сети Internet) для IPv6.
IPPROTO_IPIP
 Тоннели IPIP
IPPROTO_IPV6
 Заголовки IPv6.
IPPROTO_RAW
 Пакеты Raw IP.
IPPROTO_TCP
 Transmission Control Protocol (TCP) (протокол управления передачей).
IPPROTO_UDP
 User Datagram Protocol (UDP) (протокол передачи дейтаграмм пользователя).

17.3.2. Установка соединений

После создания потокового сокета его необходимо присоединить к чему-то часто используемому. Установка соединений сокетов является в большой степени несимметричной задачей, поскольку каждая сторона проводит соединение по-разному. Одна сторона получает сокет, который готов к соединению, и затем ожидает кого-либо для того, чтобы присоединиться к нему. Эту функцию, как правило, выполняют серверные приложения, которые однажды активизируются и постоянно продолжают работать, ожидая подключения со стороны других процессов.

Клиентские процессы, в свою очередь, создают сокет, сообщают системе адрес, к которому они хотят подключиться, и после этого пытаются установить соединение. Как только сервер (ожидающий клиента) принимает попытку соединения, устанавливается соединение между двумя сокетами. После этого сокет может использоваться для двусторонней связи.

17.3.3. Связывание адреса с сокетом

И серверный, и клиентский процессы должны сообщить системе, какой адрес использовать для сокета. Прикрепление адреса к локальной стороне сокета называется связыванием сокета и выполняется через системный вызов

bind
.

#include <sys/socket.h>

int bind(int sock, struct sockaddr * my_addr, socklen_t addrlen);

Первый параметр — это связываемый сокет, остальные параметры задают адрес для локальной конечной точки.

17.3.4. Ожидание соединений

После создания сокета сервер привязывает к нему адрес с помощью функции

bind
. Далее процесс сообщает системе путем вызова функции
listen
, что он готов разрешить другим процессам соединение с данным сокетом (по указанному адресу). Если сокет привязан к адресу, ядро получает возможность обрабатывать попытки соединения с данным адресом, поступающие от процессов. Однако соединение не устанавливается немедленно. Слушающий процесс сначала должен согласиться с попыткой соединения через системный вызов
accept
. До тех пор, пока новая попытка соединения с определенным адресом не принята, она называется ожидающим соединением.