UNIX: разработка сетевых приложений

Если бы мы рассматривали все 64 возможных варианта сочетаний входных данных для функции 
getaddrinfo
 (имеется шесть входных переменных), многие сочетания оказались бы недопустимыми, а некоторые не имели бы смысла. Вместо этого рассмотрим наиболее типичные случаи.
■ Задание имени узла и службы. Это традиционный случай для клиента TCP и UDP. По завершении клиент TCP перебирает в цикле все возвращаемые IP-адреса, вызывая функции 
socket
 и 
connect
 для каждого из них, пока не установится соединение или пока не будут перебраны все адреса. Мы показываем такой пример с нашей функцией 
tcp_connect
 в листинге 11.2.
Для клиента UDP структура адреса сокета, заполняемая с помощью функции 
getaddrinfo
, будет использоваться в вызове функции 
sendto
 или 
connect
. Если клиент сообщит, что первый адрес не работает (ошибка на присоединенном сокете UDP или тайм-аут на неприсоединенном сокете), будет предпринята попытка обратиться к другому адресу.
Если клиент знает, что он обрабатывает только один тип сокета (например, клиентами Telnet и FTP обрабатываются только сокеты TCP, а клиентами TFTP — только сокеты UDP), то элементу 
ai_socktype
 структуры 
hints
 должно быть задано соответственно либо значение 
SOCK_STREAM
, либо значение 
SOCK_DGRAM
.
■ Типичный сервер задает службу (service), но не имя узла (hostname), и задает флаг 
AI_PASSIVE
 в структуре 
hints
. Возвращаемая структура адреса сокета должна содержать IP-адрес, равный 
INADDR_ANY
 (для IPv4) или 
IN6ADDR_ANY_INIT
 (для IPv6). Сервер TCP затем вызывает функции 
socket
, 
bind
 и 
listen
. Если сервер хочет разместить в памяти с помощью функции 
malloc
 другую структуру адреса сокета, чтобы получить адрес клиента из функции 
accept
, то возвращаемое значение 
ai_addrlen
 задает требуемый для этого размер.
Сервер UDP вызовет функции 
socket
, 
bind
 и затем 
recvfrom
. Если сервер хочет разместить в памяти с помощью функции 
malloc
 другую структуру адреса сокета, чтобы получить адрес клиента из функции 
recvfrom
, возвращаемое значение 
ai_addrlen
 также задает нужный размер.
Как и в случае типичного клиентского кода, если сервер знает, что он обрабатывает только один тип сокета, то элемент 
ai_socktype
 структуры 
hints
 должен быть задан либо как 
SOCK_STREAM
, либо как 
SOCK_DGRAM
. Это позволяет избежать возвращения множества структур, с (возможно) неверным значением элемента 
ai_socktype
.
■ До сих пор мы демонстрировали серверы TCP, создающие один прослушиваемый сокет, и серверы UDP, создающие один сокет дейтаграмм. Это тот вариант, который подразумевался в предыдущем абзаце. Альтернативным устройством является сервер, который обрабатывает множество сокетов с помощью функции 
select
. В этом сценарии сервер должен последовательно перебрать все структуры из списка, возвращаемого функцией 
getaddrinfo
, создать по одному сокету для каждой структуры и вызвать функцию 
select
.
  
 
ПРИМЕЧАНИЕ
 
Проблема этой технологии состоит в том, что условие, по которому функция getaddrinfo возвращает множество структур, возникает, когда служба может обрабатываться как протоколом IPv4, так и протоколом IPv6 (см. табл. 11.3). Но эти два протокола не полностью независимы, как мы увидели в разделе 10.2, то есть если мы создаем прослушиваемый сокет IPv6 для данного порта, нет необходимости создавать для него прослушиваемый сокет IPv4, поскольку соединения, приходящие от клиентов IPv4, автоматически обрабатываются стеком протоколов и прослушиваемым сокетом IPv6, при условии, что параметр сокета IPV6_V6ONLY не установлен.
 
Невзирая на тот факт, что функция 
getaddrinfo
 «лучше», чем функции 
gethostbyname
 и 
gethostbyaddr
 (помимо того что эта функция упрощает написание кода, не зависящего от протокола, она обрабатывает и имя узла, и имя службы, и к тому же вся возвращаемая ею информация размещается в памяти динамически, а не статически), ее все же не так просто использовать, как это могло показаться. Проблема в том, что нам требуется разместить в памяти структуру 
hints
, инициализировать ее нулем, заполнить необходимые поля, вызвать функцию 
getaddrinfo
 и затем пройти весь связный список, проверяя каждый его элемент. В последующих разделах мы предоставим более простые интерфейсы для типичных клиентов TCP и UDP и серверов, которые будем создавать в оставшейся части книги.
Функция 
getaddrinfo
 решает проблему преобразования имен узлов и имен служб в структуры адресов сокетов. В разделе 11.17 мы опишем обратную функцию 
getnameinfo
, которая преобразует структуры адресов сокетов в имена узлов и имена служб.
  
11.7. Функция gai_strerror
 
Ненулевые значения ошибок, возвращаемых функцией 
getaddrinfo
, имеют названия и значения, показанные в табл. 11.2. Функция 
gai_strerror
 получает одно из этих значений в качестве аргумента и возвращает указатель на соответствующую текстовую строку с описанием ошибки.
#include <netdb.h>
char *gai_strerror(int <i>error</i>);
<i>Возвращает: указатель на строку с описанием ошибки</i>
Таблица 11.2. Ненулевые возвращаемые значения (константы) ошибок функции getaddrinfo
 
 
Константа
 
Описание
 
 
 
EAI_AGAIN
 
Временный сбой при попытке разрешения имен
 
 
 
EAI_BADFLAGS
 
Недопустимое значение ai_flags
 
 
 
EAI_FAIL
 
Неисправимая ошибка при разрешении имен
 
 
 
EAI_FAMILY
 
Семейство ai_family не поддерживается
 
 
 
EAI_MEMORY
 
Ошибка при выделении памяти
 
 
 
EAI_NONAME
 
Имя узла или имя службы неизвестны или равны NULL
 
 
 
EAI_OVERFLOW
 
Переполнен буфер пользовательских аргументов (только для getnameinfo)
 
 
 
EAI_SERVICE
 
Запрошенная служба не поддерживается для данного типа сокета ai_socktype
 
 
 
EAI_SOCKTYPE
 
Тип сокета ai_socktype не поддерживается
 
 
 
EAI_SYSTEM
 
Другая системная ошибка, возвращаемая в переменной errno