UNIX: разработка сетевых приложений

Чтобы задать класс трафика для пакета, нужно отправить вспомогательные данные вместе с этим пакетом. Чтобы задать класс трафика для всех пакетов, отправляемых через сокет, необходимо использовать параметр сокета 
IPV6_TCLASS
 (раздел 27.7). Класс трафика для принятого пакета возвращается функцией 
recvmsg
 во вспомогательных данных, только если приложение включило параметр сокета 
IPV6_RECVTCLASS
.
  
22.9. Управление транспортной MTU IPv6
 
IPv6 предоставляет приложениям средства для управления механизмом обнаружения транспортной MTU (раздел 2.11). Значения по умолчанию пригодны для подавляющего большинства приложений, однако специальные программы могут настраивать процедуру обнаружения транспортной MTU так, как им нужно. Для этого имеется четыре параметра сокета.
  
Отправка с минимальной MTU
 
При работе в режиме детектирования транспортной MTU пакеты фрагментируются по MTU исходящего интерфейса или по транспортной MTU в зависимости от того, какое значение оказывается меньше. IPv6 требует минимального значения MTU 1280 байт. Это значение должно поддерживаться любой линией передачи. Фрагментация сообщений по этому минимальному значению позволяет не тратить ресурсы на обнаружение транспортной MTU (потерянные пакеты и задержки в процессе обнаружения), но зато не дает возможности отправлять большие пакеты (что более эффективно).
Минимальная MTU может использоваться приложениями двух типов. Во- первых, это приложения многоадресной передачи, которым нужно избегать порождения множества ICMP-сообщений «Message too big». Во-вторых, это приложения, выполняющие небольшие по объему транзакции с большим количеством адресатов (например, DNS). Обнаружение MTU для многоадресного сеанса может быть недостаточно выгодным, чтобы компенсировать затраты на получение и обработку миллионов ICMP-сообщений, а приложения типа DNS обычно связываются с серверами недостаточно часто, чтобы можно было рисковать утратой пакетов.
Использование минимальной MTU обеспечивается параметром сокета 
IPV6_USE_MIN_MTU
. Для него определено три значения: -1 (по умолчанию) соответствует использованию минимальной MTU для многоадресных передач и обнаруженной транспортной MTU для направленных передач; 0 соответствует обнаружению транспортной MTU для всех передач; 1 означает использование минимальной MTU для всех адресатов.
Параметр 
IPV6_USE_MIN_MTU
 может быть передан и во вспомогательных данных. В этом случае элемент 
cmsg_level
 структуры 
cmsghdr
 должен иметь значение 
IPPROTO_IPV6
, элемент 
cmsg_type
 должен иметь значение 
IPV6_USE_MIN_MTU
, а первый байт данных должен быть первым байтом четырехбайтового целочисленного значения параметра.
  
Получение сообщений об изменении транспортной MTU
 
Для получения уведомлений об изменении транспортной MTU приложение может включить параметр сокета 
IPV6_RECVPATHMTU
. Этот флаг разрешает доставку транспортной MTU во вспомогательных данных каждый раз, когда эта величина меняется. Функция recvmsg в этом случае возвратит дейтаграмму нулевой длины, но со вспомогательными данными, в которых будет помещена транспортная MTU. Элемент 
cmsg_level
 структуры 
cmsghdr
 будет иметь значение 
IPPROTO_IPV6
, элемент 
cmsg_type
 будет 
IPV6_PATHMTU
, а первый байт данных будет первым байтом структуры 
iр6_mtuinfo
. Эта структура содержит адрес узла, для которого изменилась транспортная MTU, и новое значение этой величины в байтах.
  
struct ip6_mtuinfo {
 struct sockaddr_in6 ip6m_addr; /* адрес узла */
 uint32_t            ip6m_mtu;  /* транспортная MTU
                                   в порядке байтов узла */
};
Эта структура определяется включением заголовочного файла 
<netinet/in.h>
.
  
Определение текущей транспортной MTU
 
Если приложение не отслеживало изменения MTU при помощи параметра 
IPV6_RECVPATHMTU
, оно может определить текущее значение транспортной MTU присоединенного сокета при помощи параметра 
IPV6_PATHMTU
. Этот параметр доступен только для чтения и возвращает он структуру 
ip6_mtuinfo
 (см. выше), в которой хранится текущее значение MTU. Если значение еще не было определено, возвращается значение MTU по умолчанию для исходящего интерфейса. Значение адреса из структуры 
ip6_mtuinfo
 в данном случае не определено.
  
Отключение фрагментации
 
По умолчанию стек IPv6 фрагментирует исходящие пакеты по транспортной MTU. Приложениям типа 
traceroute
 автоматическая фрагментация не нужна, потому что им нужно иметь возможность самостоятельно определять транспортную MTU. Параметр сокета 
IPV6_DONTFRAG
 используется для отключения автоматической фрагментации: значение 0 (по умолчанию) разрешает фрагментацию, тогда как значение 1 отключает ее.
Когда автоматическая фрагментация отключена, вызов send со слишком большим пакетом может возвратить ошибку 
EMSGSIZE
, но это не является обязательным. Единственным способом определить необходимость фрагментации пакета является использование параметра сокета 
IPV6_RECVPATHMTU
, который мы описали выше.
Параметр 
IPV6_DONTFRAG
 может передаваться и во вспомогательных данных. При этом элемент 
cmsg_level
 структуры 
cmsghdr
 должен иметь значение 
IPPROTO_IPV6
, а элемент 
cmsg_type
 должен иметь значение 
IPV6_DONTFRAG
. Первый байт данных должен быть первым байтом четырехбайтового целого.
  
22.10. Резюме
 
Существуют приложения, которым требуется знать IP-адрес получателя дейтаграммы UDP и интерфейс, на котором была получена эта дейтаграмма. Чтобы получать эту информацию в виде вспомогательных данных для каждой дейтаграммы, можно установить параметры сокета 
IP_RECVDSTADDR
 и 
IP_RFCVIF
. Аналогичная информация вместе с предельным значением количества транзитных узлов полученной дейтаграммы для сокетов IPv6 становится доступна при включении параметра сокета 
IPV6_PKTINFO
.
Несмотря на множество полезных свойств, предоставляемых протоколом TCP и отсутствующих в UDP, существуют ситуации, когда следует отдать предпочтение UDP. UDP должен использоваться для широковещательной или многоадресной передачи. UDP может использоваться в простых сценариях «запрос-ответ», но тогда приложение должно само обеспечить некоторую функциональность, повышающую надежность протокола UDP. UDP не следует использовать для передачи большого количества данных.