Андрей Робачевский - Операционная система UNIX

• Название: Операционная система UNIX
• Автор: Андрей Робачевский
• Издательство: BHV - Санкт-Петербург
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 1997
• ISBN: 5-7791-0057-8

Книга посвящена семейству операционных систем UNIX и содержит информацию о принципах организации, идеологии и архитектуре, объединяющих различные версии этой операционной системы.

В книге рассматриваются: архитектура ядра UNIX (подсистемы ввода/вывода, управления памятью и процессами, а также файловая подсистема), программный интерфейс UNIX (системные вызовы и основные библиотечные функции), пользовательская среда (командный интерпретатор shell, основные команды и утилиты) и сетевая поддержка в UNIX (протоколов семейства TCP/IP, архитектура сетевой подсистемы, программные интерфейсы сокетов и TLI).

Для широкого круга пользователей

---

   exit(1);

  }

  if (pid == 0) {

   int nbytes;

   /* Дочерний процесс: этот транспортный узел уже не нужен,

      он используется родителем */

   close(tn);

   while ((nbytes = t_rcv(ntn, buf,

    sizeof(buf), &flags)) != 0) {

    t_snd(ntn, buf, sizeof(buf), 0);

   }

   t_close(ntn);

   exit(0);

  }

  /* Родительский процесс: этот транспортный узел не нужен,

     он используется дочерним процессом для обмена данными

     с клиентом */

  t_close(ntn);

 }

 t_close(ntn);

}

Клиент

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

#include <tiuser.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <stdio.h>

#include <fcntl.h>

#include <netdb.h>

#define PORTNUM 1500

main(argc, argv)

char *argv[];

int argc;

{

 int tn;

 int flags;

 struct sockaddr_in serv_addr;

 struct hostent *hp;

 char buf[80]="Здравствуй, мир!";

 struct t_call* call;

 /* В качестве аргумента клиенту передается доменное имя хоста,

    на котором запущен сервер. Произведем трансляцию доменного

    имени в адрес */

 if ((hp = gethostbyname(argv[1])) == 0) {

  perror("Ошибка вызова gethostbyname()");

  exit(1);

 }

 /* Создадим транспортный узел. В качестве поставщика

    транспортных услуг выберем модуль TCP */

 printf("Сервер готов\n");

 if ((tn = t_open("/dev/tcp", O_RDWR, NULL)) == -1) {

  t_error("Ошибка вызова t_open()");

  exit(1);

 }

 /* Предоставим системе самостоятельно связать узел с

    подходящим адресом */

 if (t_bind(tn, (struct t_bind*)0,

  (struct t_bind *)0) < 0} {

  t_error("Ошибка вызова t_bind()");

  exit(1);

 }

 fprintf(stderr, "Адрес клиента: %s\n",

  inet_ntoa(serv_addr.sin_addr));

 /* Укажем адрес сервера, с которым мы будем работать */

 bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));

 bcopy(hp->h_addr, &serv_addr.sin_addr, hp->h_length);

 serv_addr.sin_family = hp->h_addrtype;

 /* Приведем в соответствие порядок следования байтов

    для хоста и сети */

 serv_addr.sin_port = htons(PORTNUM);

 /* Поскольку в структуре t_call нам понадобится только буфер

    для хранения адреса сервера, разместим ее динамически */

 if ((call =

  (struct t_call*)t_alloc(tn, T_CALL, T_ADDR)) == NULL) {

  t_error("Ошибка вызова t_alloc()");

  exit(2);

 }

 call->addr.maxlen = sizeof(serv_addr);

 call->addr.len = sizeof(serv_addr);

 call->addr.buf = (char*)&serv_addr;

 call->opt.len = 0;

 call->udata.len = 0;

 /* Установи соединение с сервером */

 if (t_connect(tn, call, (struct t_call*)0) == -1) {

  t_error("Ошибка вызова t_rcv()");

  exit(1);

 }

 /* Передадим сообщение и получим ответ */

 t_snd(tn, buf, sizeof(buf), 0);

 if (t_rcv(tn, buf, sizeof(buf), &flags) < 0) {

  t_error("Ошибка вызова t_rcv()");

  exit(1);

 }

 /* Выведем полученное сообщение на экран */

 printf("Получено от сервера: %s\n", buf);

 printf("Клиент завершил работу!\n\n");

}

В рассмотренном примере большая часть исходного текста посвящена созданию транспортных узлов и установлению соединения, в то время как завершение сеанса связи представлено скупыми вызовами t_close(3N). На самом деле, вызов t_close(3N) приводит к немедленному разрыву соединения, запрещая дальнейшую передачу или прием данных. Однако виртуальный канал, обслуживаемый протоколом TCP, является полнодуплексным и, как было показано, TCP предусматривает односторонний разрыв связи, позволяя другой стороне продолжать передачу данных. Действиям, предписываемым TCP, больше соответствуют две функции t_sndrel(3N) и t_rcvrel(3N), которые обеспечивают "корректное "прекращение связи (orderly release). Разумеется, эти рассуждения справедливы лишь для транспортного протокола, обеспечивающего передачу данных с предварительным установлением связи, каковым, в частности, является протокол TCP.

Функции t_sndrel(3N) и t_rcvrel(3N) имеют вид:

#include <tiuser.h>

int t_sndrel(int fd);

int t_rcvrel(int fd);

Вызывая функцию t_sndrel(3N), процесс отправляет другой стороне уведомление об одностороннем прекращении связи, это означает, что процесс не намерен больше передавать данные. В то же время процесс может принимать данные — файловый дескриптор fd доступен для чтения.

Другая сторона подтверждает получение уведомления вызовом функции t_rcvrel(3N). Однако поскольку получение такого уведомления носит асинхронный характер, процесс должен каким-то образом узнать, что запрос поступил. Такой индикацией является завершение с ошибкой попытки получения данных от удаленного узла, например, с помощью функции t_rcv(3N). В этом случае вызов функции t_rcv(3N) завершится с ошибкой TLOOK.

Эта ошибка свидетельствует, что произошло событие, связанное с коммуникационным узлом, анализ которого позволяет получить дополнительную информацию о причине неудачи. Текущее событие может быть получено с помощью функции t_look(3N):

#include <tiuser.h>

int t_look(int fildes);

Функция возвращает идентификатор, соответствующий одному из событий, перечисленных в табл. 6.6.

Таблица 6.6. События, связанные с коммуникационным узлом

Событие Значение T_CONNECT Узлом получено подтверждение создания соединения T_DISCONNECT Узлом получен запрос на разрыв соединения T_DATA Узлом получены данные T_EXDATA Узлом получены экстренные данные T_LISTEN Узлом получен запрос на установление соединения T_ORDREL Узлом получен запрос на корректное прекращение связи T_ERROR Свидетельствует о фатальной ошибке T_UDERR Свидетельствует об ошибке датаграммы

Если в рассматриваемом случае событием, связанным с ошибкой t_rcv(3N), является T_ORDREL, это означает, что удаленный узел завершил передачу данных и более не нуждается в соединении. Если узел, получивший запрос на прекращение связи, не возражает против полного прекращения сеанса, он вызывает функцию t_sndrel(3N). Впрочем, при необходимости, коммуникационный узел может продолжить передачу данных. Единственное, отчего ему следует воздержаться, это от попытки получения данных, или, другими словами, от вызова t_rcv(3N), поскольку в этом случае выполнение процесса будет навсегда заблокировано, т.к. данные от удаленного узла поступать не будут.

Проиллюстрируем описанную процедуру фрагментом программы, обрабатывающей корректное прекращение связи:

while (t_rcv(fd) != -1) {

 /* Выполняем обработку принятых данных */

 ...

}

if (t_errno == T_LOOK && t_look(fd) == T_ORDREL) {

 /* Значит, получен запрос на корректное прекращение связи.

    Мы согласны на завершение сеанса, поэтому также корректно

    завершаем связь */

 t_rcvrel(fd);

 t_sndrel(fd);

 exit(0);

} else {

 t_error("Ошибка получения данных (t_rcv)");

 exit(1);

}

Программный интерфейс высокого уровня.

Удаленный вызов процедур

В предыдущих разделах рассматривался программный интерфейс достаточно низкого уровня — по существу программа взаимодействовала непосредственно с транспортным протоколом, самостоятельно реализуя некоторый протокол верхнего уровня при обмене данными. В приведенных примерах легко заметить, что значительная часть кода этих программ посвящена созданию коммуникационных узлов, установлению и завершению связи.

С точки зрения разработчика программного обеспечения, более перспективным является подход, когда используется прикладной программный интерфейс более высокого уровня, изолирующий программу от специфики сетевого взаимодействия. В данном разделе мы рассмотрим один из таких подходов, на базе которого, в частности, разработана файловая система NFS, получивший название удаленный вызов процедур (Remote Procedure Call, RPC).