Уильям Стивенс - UNIX - разработка сетевых приложений

■ на сокете возникает асинхронная ошибка.

Таким образом, когда мы перехватываем сигнал SIGIOдля сокета UDP, вызывается функция recvfromкак для чтения дейтаграммы, так и для получения асинхронной ошибки. Асинхронные ошибки, касающиеся UDP-сокетов, обсуждались в разделе 8.9. Напомним, что эти сигналы генерируются, только если сокет UDP является присоединенным (создан с помощью вызова функции connect).

Сигнал SIGIO генерируется для этих двух условий путем вызова макроса sorwakeup, описываемого в книге [128, с. 775, с. 779, с. 784].

К сожалению, использовать управляемый сигналом ввод-вывод для сокетов TCP почти бесполезно. Проблема состоит в том, что сигнал генерируется слишком часто, а само по себе возникновение сигнала не позволяет выяснить, что произошло. Как отмечается в [128, с. 439], генерацию сигнала SIGIOдля TCP-сокета вызывают все нижеперечисленные ситуации (при условии, что управляемый сигналом ввод-вывод разрешен):

■ на прослушиваемом сокете выполнен запрос на соединение;

■ инициирован запрос на отключение;

■ запрос на отключение выполнен;

■ половина соединения закрыта;

■ данные доставлены на сокет;

■ данные отправлены с сокета (то есть в буфере отправки имеется свободное место);

■ произошла асинхронная ошибка.

Например, если одновременно осуществляются и чтение, и запись в TCP-сокет, то сигнал SIGIOгенерируется, когда поступают новые данные и когда подтверждается прием ранее записанных данных, а обработчик сигнала не имеет возможности различить эти сигналы. Если используется сигнал SIGIO, то для предотвращения блокирования при выполнении функции readили writeTCP-сокет должен находиться в режиме неблокируемого ввода-вывода. Следует использовать сигнал SIGIOлишь с прослушиваемым сокетом TCP, поскольку для прослушиваемого сокета этот сигнал генерируется только при завершении установления нового соединения.

Единственное реальное применение управляемого сигналом ввода-вывода с сокетами, которое удалось обнаружить автору, — это сервер NTP (Network Time Protocol — сетевой протокол синхронизации времени), использующий протокол UDP. Основной цикл этого сервера получает дейтаграмму от клиента и посылает ответ. Но обработка клиентского запроса на этом сервере требует некоторого ненулевого количества времени (больше, чем для нашего тривиального эхо-сервеpa). Серверу важно записать точные отметки времени для каждой принимаемой дейтаграммы, поскольку это значение возвращается клиенту и используется им для вычисления времени обращения к серверу (RTT). На рис. 25.1 показаны два варианта построения такого UDP-сервера.

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.

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