Рис. 25.1. Два варианта построения UDP-сервера

Большинство UDP-серверов (включая наш эхо-сервер, описанный в главе 8) построены так, как показано на рисунке слева. Однако NTP-сервер использует способ, показанный справа: когда прибывает новая дейтаграмма, она читается обработчиком сигнала SIGIO, который также записывает время прибытия дейтаграммы. Далее дейтаграмма помещается в другую очередь внутри процесса, из которой она будет извлечена, а затем обработана основным циклом сервера. Это усложняет код сервера, но зато обеспечивает точные отметки времени прибытия дейтаграмм.

Вспомните листинг 22.3: процесс может установить параметр сокета IP_RECVDSTADDR, чтобы получить адрес получателя пришедшей UDP-дейтаграммы. Можно возразить, что вместе с полученной дейтаграммой UDP должны быть возвращены два дополнительных фрагмента информации — интерфейс, на котором была получена дейтаграмма (этот интерфейс может отличаться от адреса получателя, если узел использует более типичную модель системы с гибкой привязкой), и время прибытия дейтаграммы.

Для IPv6 интерфейс, на котором была получена дейтаграмма, можно получить, если включен параметр сокета IPV6_PKTINFO (см. раздел 22.8). Аналогичный параметр сокета IP_RECVIF для IPv4 описывался в разделе 22.2.

В FreeBSD также предусмотрен параметр сокета SO_TIMESTAMP, возвращающий время получения дейтаграммы как вспомогательные данные в структуре timeval. В Linux существует флаг SIOCGSTAMP для функции ioctl, которая возвращает структуру timeval, содержащую время прибытия дейтаграммы.

25.3. Эхо-сервер UDP с использованием сигнала SIGIO

В этом разделе мы приведем пример, аналогичный правой части рис. 25.1: UDP-сервер, использующий сигнал SIGIO для получения приходящих дейтаграмм. Этот пример также иллюстрирует использование надежных сигналов стандарта POSIX.

В данном случае клиент совсем не изменен по сравнению с листингами 8.3 и 8.4, а функция сервера main не изменилась по сравнению с листингом 8.1. Единственные внесенные изменения касаются функции dg_echo, которая будет приведена в следующих четырех листингах. В листинге 25.1[1] представлены глобальные объявления.

Листинг 25.1. Глобальные объявления

//sigio/dgecho01.c

 1 #include "unp.h"

 2 static int sockfd;

 3 #define QSIZE    8 /* размер входной очереди */

 4 #define MAXDG 4096 /* максимальный размер дейтаграммы */

 5 typedef struct {

 6  void *dg_data;          /* указатель на текущую дейтаграмму */

 7  size_t dg_len;          /* длина дейтаграммы */

 8  struct sockaddr *dg_sa; /* указатель на sockaddr{} с адресом клиента */

 9  socklen_t dg_salen;     /* длина sockaddr{} */

10 } DG;

11 static DG dg[QSIZE]; /* очередь дейтаграмм для обработки */

12 static long cntread[QSIZE +1]; /* диагностический счетчик */

13 static int iget; /* следующий элемент для обработки в основном цикле */

14 static int iput; /* следующий элемент для считывания обработчиком

                       сигналов */

15 static int nqueue; /* количество дейтаграмм в очереди на обработку

                         в основном цикле */

16 static socklen_t clilen; /* максимальная длина sockaddr{} */

17 static void sig_io(int);

18 static void sig_hup(int);

3-12 Обработчик сигнала SIGIO помещает приходящие дейтаграммы в очередь. Эта очередь является массивом структур DG, который интерпретируется как кольцевой буфер. Каждая структура содержит указатель на принятую дейтаграмму, ее длину и указатель на структуру адреса сокета, содержащую адрес протокола клиента и размер адреса протокола. В памяти размещается столько этих структур, сколько указано в QSIZE (в данном случае 8), и в листинге 25.2 будет видно, что функция dg_echo для размещения в памяти всех структур дейтаграмм и адресов сокетов вызывает функцию malloc. Также происходит выделение памяти под диагностический счетчик cntread, который будет рассмотрен чуть ниже. На рис. 25.2 приведен массив структур, при этом предполагается, что первый элемент указывает на 150-байтовую дейтаграмму, а длина связанного с ней адреса сокета равна 16.

Рис. 25.2. Структуры данных, используемые для хранения прибывающих дейтаграмм и структур адресов их сокетов

13-15 Переменная iget является индексом следующего элемента массива для обработки в основном цикле, а переменная iput — это индекс следующего элемента массива, в котором сохраняется результат действия обработчика сигнала. Переменная nqueue обозначает полное количество дейтаграмм, предназначенных для обработки в основном цикле.

В листинге 25.2 показан основной цикл сервера — функция dg_echo.

Листинг 25.2. Функция dg_echo: основной обрабатывающий цикл сервера

//sigio/dgecho01.c

19 void

20 dg_echo(int sockfd_arg, SA *pcliaddr, socklen_t clilen_arg)

21 {

22  int i;

23  const int on = 1;

24  sigset_t zeromask, newmask, oldmask;

25  sockfd = sockfd_arg;

26  clilen = clilen_arg;

27  for (i = 0; i < QSIZE; i++) { /* инициализация очереди */

28   dg[i].dg_data = Malloc(MAXDG);

29   dg[i].dg_sa = Malloc(clilen);

30   dg[i].dg_salen = clilen;

31  }

32  iget = iput = nqueue = 0;

1

Все исходные коды программ, опубликованные в этой книге, вы можете найти по адресу http://www.piter.com.