UNIX: разработка сетевых приложений

■ Элемент 
sin6_flowinfo
 разделен на три поля:
 □ 20 бит младшего порядка — это метка потока;
 □ следующие 12 бит зарезервированы.
Поле метки потока и поле приоритета рассматриваются в описании рис. А.2. Отметим, что использование поля приоритета еще не определено.
■ Элемент 
sin6_scope_id
 определяет контекст, в котором действует контекстный адрес (scoped address). Чаще всего это бывает индекс интерфейса для локальных адресов (см. раздел А.5).
  
Новая универсальная структура адреса сокета
 
Новая универсальная структура адреса сокета была определена как часть API сокетов IPv6 с целью преодолеть некоторые недостатки существующей структуры 
sockaddr
. В отличие от структуры 
sockaddr
, новая структура 
sockaddr_storage
 достаточно велика для хранения адреса сокета любого типа, поддерживаемого системой. Новая структура задается подключением заголовочного файла 
<netinet/in.h>
, часть которого показана в листинге 3.4.
Листинг 3.4. Структура хранения адреса сокета sockaddr_storage
struct sockaddr_storage {
 uint8_t ss_len;        /* длина этой структуры (зависит от реализации) */
 sa_family_t ss_family; /* семейство адреса. AF_xxx */
 /* зависящие от реализации элементы, обеспечивающие:
  а) выравнивание, достаточное для выполнения требований по выравниванию всех
     типов адресов сокетов, поддерживаемых системой;
  б) достаточный объем для хранения адреса сокета любого типа,
     поддерживаемого системой. */
};
Тип 
sockaddr_storage
 — это универсальная структура адреса сокета, отличающаяся от 
struct sockaddr
 по следующим параметрам:
1. Если к структурам адресов сокетов, поддерживаемым системой, предъявляются требования по выравниванию, структура 
sockaddr_storage
 выполняет самое жесткое из них.
2. Структура 
sockaddr_storage
 достаточно велика для размещения любой структуры адреса сокета, поддерживаемой системой.
Заметьте, что поля структуры 
sockaddr_storage
 непрозрачны для пользователя, за исключением 
ss_family
 и 
ss_len
 (если таковые заданы). Структура 
sockaddr_storage
 должна преобразовываться в структуру адреса соответствующего типа для обращения к содержимому остальных полей.
  
Сравнение структур адреса сокетов
 
На рис. 3.1 показано сравнение пяти структур адресов сокетов, с которыми мы встретимся в тексте, предназначенных для IPv4, IPv6, доменного сокета Unix (см. листинг 15.1), канального уровня (см. листинг 18.1) и хранения. Подразумевается, что все структуры адреса сокета содержат 1-байтовое поле длины, поле семейства также занимает 1 байт и длина любого поля, размер которого ограничен снизу, в точности равна этому ограничению.
Рис. 3.1. Сравнение различных структур адресов сокетов
Две структуры адреса сокета имеют фиксированную длину, а структура доменного сокета Unix и структура канального уровня — переменную. При обработке структур переменной длины мы передаем функциям сокетов указатель на структуру адреса сокета, а в другом аргументе передаем длину этой структуры. Под каждой структурой фиксированной длины мы показываем ее размер в байтах (для реализации 4.4BSD).
  
 
ПРИМЕЧАНИЕ
 
Сама структура sockaddr_un имеет фиксированную длину, но объем информации в ней — длина полного имени (pathname) — может быть переменным. Передавая указатели на эти структуры, следует соблюдать аккуратность при обработке поля длины — как длины в структуре адреса сокета (если поле длины поддерживается данной реализацией), так и длины данных, передаваемых ядру и принимаемых от него.
 
Этот рисунок служит также иллюстрацией стиля, которого мы придерживаемся в этой книге: названия структур на рисунках всегда выделяются полужирным шрифтом, а за ними следуют фигурные скобки.
 
Ранее отмечалось, что в реализации 4.3BSD Reno ко всем структурам адресов сокетов было добавлено поле длины. Если бы поле длины присутствовало в оригинальной реализации сокетов, то не возникло бы необходимости передавать аргумент длины функциям сокетов (третий аргумент функций bind и connect). Вместо этого размер структуры мог бы храниться в поле длины структуры.
 
  
3.3. Аргументы типа «значение-результат»
 
Мы отмечали, что когда структура адреса сокета передается какой-либо из функций сокетов, она всегда передается по ссылке, то есть в качестве аргумента передается указатель на структуру. Длина структуры также передается в качестве аргумента. Но способ, которым передается длина, зависит от того, в каком направлении передается структура: от процесса к ядру или наоборот.
1. Три функции 
bind
, 
connect
 и 
sendto
 передают структуру адреса сокета от процесса к ядру. Один из аргументов этих функций — указатель на структуру адреса сокета, другой аргумент — это целочисленный размер структуры, как показано в следующем примере:
struct sockaddr_in serv;
/* заполняем serv{} */
connect(sockfd, (SA*)&serv, sizeof(serv));
Поскольку ядру передается и указатель, и размер структуры, на которую он указывает, становится точно известно, какое количество данных нужно скопировать из процесса в ядро. На рис. 3.2 показан этот сценарий.
Рис. 3.2. Структура адреса сокета, передаваемая от процесса к ядру
В следующей главе мы увидим, что размер структуры адреса сокета в действительности имеет тип 
socklen_t
, а не 
int
, но POSIX рекомендует определять 
socklen
_t как 
uint32_t
.
2. Четыре функции 
accept
, 
recvfrom
, 
getsockname
 и 
getpeername
 передают структуру адреса сокета от ядра к процессу, то есть в направлении, противоположном предыдущему случаю. Этим функциям передается указатель на структуру адреса сокета и указатель на целое число, содержащее размер структуры, как показано в следующем примере:
struct sockaddr_un cli; /* домен Unix */
socklen_t len;
len = sizeof(cli);      /* len - это значение */
getpeername(unixfd, (SA*)&cli, &len);
/* значение len могло измениться */