Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений
ftp stream tcp nowait root /usr/bin/ftpd ftpd -l
telnet stream tcp nowait root /usr/bin/telnetd telnetd
login stream tcp nowait root /usr/bin/rlogind rlogind -s
tftp dgram udp wait nobody /usr/bin/tftpd tftpd -s /tftpboot
Действительное имя сервера всегда передается в качестве первого аргумента программе, выполняемой с помощью функции exec.
Таблица 13.4. Поля файла inetd.conf
Поле Описание service-name Должен быть в /etc/services socket-type stream (TCP) или dgram (UDP) Protocol Должен быть в /etc/protocols; либо tcp, либо udp wait-flag Обычно nowait для TCP и wait для UDP login-name Из /etc/password; обычно root server-program Полное имя программы для вызова exec server-program-arguments Аргументы программы для вызова exec ПРИМЕЧАНИЕТаблица и приведенные строки — это только пример. Большинство производителей добавили демону inetd свои собственные функции. Примером может служить возможность обрабатывать серверы вызовов удаленных процедур (RPC) в дополнение к серверам TCP и UDP, а также возможность обрабатывать другие протоколы, отличные от TCP и UDP. Полное имя для функции exec и аргументы командной строки сервера, очевидно, зависят от приложения.
Флаг wait-flag может быть достаточно труден для понимания. Он указывает, собирается ли демон, запускаемый inetd, взять на себя работу с прослушиваемым сокетом. Сервисы UDP лишены деления на прослушиваемые и принятые сокеты, и потому практически всегда создаются с флагом wait-flag, равным wait. Сервисы TCP могут вести себя по-разному, но чаще всего для них указывается флаг wait-flag со значением nowait.
Взаимодействие IPv6 с файлом /etc/inetd.conf зависит от производителя. Иногда в качестве поля protocol указывается tcp6 или udp6, чтобы подчеркнуть, что для сервера должен быть создан сокет IPv6. Некоторые разрешают использовать значения protocol, равные tcp46 и udp46, если сервер готов принимать соединения по обоим протоколам. Специальные названия протоколов обычно не включаются в файл /etc/protocols.
Иллюстрация действий, выполняемых демоном inetd, представлена на рис. 13.1.
Рис. 13.1. Действия, выполняемые демоном inetd
1. При запуске демон читает файл /etc/inetd.conf и создает сокет соответствующего типа (потоковый или дейтаграммный сокет) для всех служб, заданных в файле. Максимальное число серверов, которые может обрабатывать демон inetd, зависит от максимального числа дескрипторов, которые он может создать. Каждый новый сокет добавляется к набору дескрипторов, который будет использован при вызове функции select.
2. Для каждого сокета вызывается функция bind, задающая заранее известный порт для сервера и универсальный IP-адрес. Этот номер порта TCP или UDP получается при вызове функции getservbyname с полями service-name и protocol из файла конфигурации в качестве аргументов.
3. Для сокетов TCP вызывается функция listen, так что принимаются входящие запросы на соединение. Этот шаг не выполняется для дейтаграммных сокетов.
4. После того как созданы все сокеты, вызывается функция select, ожидающая, когда какой-либо из сокетов станет готов для чтения. Вспомните (раздел 6.3), что прослушиваемый сокет TCP становится готов для чтения, когда новое соединение готово быть принятым с помощью функции accept, а сокет UDP становится готов для чтения, когда приходит дейтаграмма. Демон inetd большую часть времени блокирован в вызове функции select, ожидая, когда сокет станет готов для чтения.
5. При указании флага nowait для сокетов TCP вызывается функция accept сразу же, как только дескриптор сокета становится готов для чтения.
6. Демон inetd запускает функцию fork, и дочерний процесс обрабатывает запрос клиента. Это аналогично стандартному параллельному серверу (см. раздел 4.8).
Дочерний процесс закрывает все дескрипторы, кроме дескриптора, который он обрабатывает: новый присоединенный сокет, возвращаемый функцией accept для сервера TCP, или исходный сокет UDP. Дочерний процесс трижды вызывает функцию dup2, подключая сокет к дескрипторам 0, 1 и 2 (стандартные потоки ввода, вывода и сообщений об ошибках). Исходный дескриптор сокета затем закрывается. При этом в дочернем процессе открытыми остаются только дескрипторы 0, 1 и 2. Если дочерний процесс читает из стандартного потока ввода, он читает из сокета, и все, что он записывает в стандартный поток вывода или стандартный поток сообщений об ошибках, записывается в сокет. Дочерний процесс вызывает функцию getpwnam, чтобы получить значение поля login-name, заданного в файле конфигурации. Если это не поле root, дочерний процесс становится указанным пользователем при помощи функций setgid и setuid. (Поскольку процесс inetd выполняется с идентификатором пользователя, равным 0, дочерний процесс наследует этот идентификатор пользователя при выполнении функции fork, поэтому он имеет возможность стать любым пользователем по своему выбору.)
Теперь дочерний процесс вызывает функцию exec, чтобы выполнить соответствующую программу сервера (поле server-program) для обработки запроса, передавая аргументы, указанные в файле конфигурации.
7. Если сокет является потоковым сокетом, родительский процесс должен закрыть присоединенный сокет (как наш стандартный параллельный сервер). Родительский процесс снова вызывает функцию select, ожидая, когда следующий сокет станет готов для чтения.
Чтобы рассмотреть более подробно, что происходит с дескрипторами, на рис. 13.2 показаны дескрипторы демона inetd в момент прихода нового запроса на соединение от клиента FTP.
Рис. 13.2. Дескрипторы демона inetd в тот момент, когда приходит запрос на порт 21 TCP
Запрос на соединение направляется на порт 21 TCP; новый присоединенный сокет создается функцией accept.
На рис. 13.3 показаны дескрипторы в дочернем процессе после вызова функции fork, после того как дочерний процесс закрывает все остальные дескрипторы, кроме дескрипторов присоединенного сокета.
Рис. 13.3. Дескрипторы демона inetd в дочернем процессе
Следующий шаг для дочернего процесса — подключение присоединенного сокета к дескрипторам 0, 1 и 2 и последующее закрытие присоединенного сокета. При этом мы получаем дескрипторы, изображенные на рис. 13.4.
Рис. 13.4. Дескрипторы демона inetd после выполнения функции dup2
Затем дочерний процесс вызывает функцию exec, и, как сказано в разделе 4.7, во время выполнения функции exec все дескрипторы обычно остаются открытыми, поэтому реальный сервер, на котором выполняется функция exec, использует любой из дескрипторов 0, 1 и 2 для взаимодействия с клиентом. Эти дескрипторы должны быть единственными открытыми на стороне сервера дескрипторами.
Описанный нами сценарий относится к ситуации, при которой файл конфигурации задает в поле wait-flag значение nowait для сервера. Это типично для всех служб TCP и означает, что демону inetd не нужно ждать завершения его дочернего процесса, перед тем как он примет другое соединение для данной службы. Если приходит другой запрос на соединение для той же службы, он возвращается родительскому процессу, как только тот снова вызовет функцию select. Шаги 4, 5 и 6, перечисленные выше, выполняются снова, и новый запрос обрабатывается другим дочерним процессом.
Задание флага wait для дейтаграммного сервиса изменяет шаги, выполняемые родительским процессом. Флаг указывает на то, что демон inetd должен ждать завершения своего дочернего процесса, прежде чем снова вызвать функцию select для определения готовности этого сокета UDP для чтения. Происходят следующие изменения:
1. После выполнения функции fork в родительском процессе сохраняется идентификатор дочернего процесса. Это дает возможность родительскому процессу узнать, когда завершается определенный дочерний процесс, анализируя значение, возвращаемое функцией waitpid.
2. Родительский процесс отключает способность сокета выполнять последующие функции select, сбрасывая соответствующий бит в наборе дескрипторов с помощью макроса FD_CLR. Это значит, что дочерний процесс завладевает сокетом до своего завершения.
3. Когда завершается дочерний процесс, родительский процесс уведомляется об этом с помощью сигнала SIGCHLD, и обработчик сигналов родительского процесса получает идентификатор завершающегося дочернего процесса. Он снова включает функцию select для соответствующего сокета, устанавливая бит для этого сокета в своем наборе дескрипторов.
