Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений
Вызывающим процессом могут быть установлены значения следующих элементов структуры hints:
■ ai_flags (несколько констант AI_XXX, объединенных операцией ИЛИ);
■ ai_family (значение AF_xxx);
■ ai_socktype (значение SOCK_xxx);
■ ai_protocol.
Поле ai_flags может содержать следующие константы:
■ AI_PASSIVE указывает, что сокет будет использоваться для пассивного открытия;
■ AI_CANONNAME указывает функции на необходимость возвратить каноническое имя узла;
■ AI_NUMERICHOST запрещает преобразование между именами и адресами. Аргумент hostname должен представлять собой строку адреса;
■ AI_NUMERICSERV запрещает преобразование между именами служб и номерами портов. Аргумент service должен представлять собой строку с десятичным номером порта;
■ AI_V4MAPPED вместе с ai_family = AF_INET6 указывает функции на необходимость вернуть адреса IPv4 из записей А, преобразованные к IPv6, если записи типа AAAA отсутствуют;
■ AI_ALL при указании вместе с AI_V4MAPPED говорит о необходимости вернуть адреса IPv4, преобразованные к IPv6, вместе с истинными адресами IPv6;
■ AI_ADDRCONFIG возвращает адреса, относящиеся к заданной версии IP, когда имеется несколько интерфейсов, имеющих IP-адреса другой версии.
Если аргументом структуры hints является пустой указатель, функция подразумевает нулевое значение для ai_flags, ai_socktype и ai_protocol и значение AF_UNSPEC для ai_family.
Если функция завершается успешно (0), то в переменную, на которую указывает аргумент result, записывается указатель на список структур addrinfo, связанных через указатель ai_next. Имеется два способа возвращения множественных структур.
1. Если существует множество адресов, связанных с узлом hostname, то одна структура возвращается для каждого адреса, который может использоваться с запрашиваемым семейством адресов (значение ai_family, если задано).
2. Если служба предоставляется для множества типов сокетов, то одна структура может быть возвращена для каждого типа сокета в зависимости от ai_socktype. (Заметьте, что большинство реализаций getaddrinfo считают, что номер порта используется только тем типом сокета, который запрашивается в ai_socktype. Если аргумент ai_socktype не определен, функция возвращает ошибку.)
Например, если структура hints пуста, а вы запрашиваете записи для службы domain на узле с двумя IP-адресами, возвращаются четыре структуры addrinfo:
■ одна для первого IP-адреса и типа сокета SOCK_STREAM;
■ одна для первого IP-адреса и типа сокета SOCK_DGRAM;
■ одна для второго IP-адреса и типа сокета SOCK_STREAM;
■ одна для второго IP-адреса и типа сокета SOCK_DGRAM.
Мы показываем схематическое изображение этого примера на рис. 11.3. Не существует никакого гарантированного порядка структур при возвращении множества элементов. Например, мы не можем считать, что службы TCP возвращаются перед службами UDP.
Рис. 11.3. Пример информации, возвращаемой функцией getaddrinfo
ПРИМЕЧАНИЕ
Хотя это и не гарантируется, реализация должна возвращать IP-адреса в том же порядке, в котором они возвращаются DNS. Некоторые распознаватели позволяют администратору указывать порядок сортировки адресов в файле /etc/resolv.conf. Протокол IPv6 определяет правила выбора адресов (RFC 3484 [28]), которые могут влиять на порядок адресов, возвращаемых getaddrinfo.
Информация, возвращаемая в структурах addrinfo, готова для передачи функциям socket и connect или sendto (для клиента) и bind (для сервера). Аргументы функции socket — это элементы ai_family, ai_socktype и ai_protocol. Второй и третий аргументы функций connect и bind — это элементы ai_addr (указатель на структуру адреса сокета соответствующего типа, заполняемую функцией getaddrinfo) и ai_addrlen (длина этой структуры адреса сокета).
Если в структуре hints установлен флаг AI_CANONNAME, элемент ai_canonname первой возвращаемой структуры указывает на каноническое имя узла. В терминах DNS это обычно полное доменное имя (FQDN). Программы типа telnet широко используют этот флаг для того, чтобы выводить канонические имена систем, к которым производится подключение. Пользователь может указать короткое имя узла или его альтернативное имя, но он должен знать, с какой системой он в результате соединился.
На рис. 11.3 представлена возвращаемая информация для следующего вызова:
struct addrinfo hints, *res;
bzero(&hints, sizeof(hints));
hints.ai_flags = AI_CANONNAME;
hints.ai_family = AF_INET;
getaddrinfo("bsdi", "domain", &hints, &res);
На этом рисунке все, кроме переменной res, относится к динамически выделяемой памяти (например, с помощью функции malloc). Предполагается, что каноническое имя узла freebsd4 — freebsd4.unpbook.com, и что этот узел имеет два адреса IPv4 в DNS.
Порт 53 предназначен для службы domain, и нужно учитывать, что этот номер порта будет представлен в структурах адресов сокетов в сетевом порядке байтов. Мы приводим возвращаемые значения ai_protocol IPPROTO_TCP и IPPROTO_UDP. Функция getaddrinfo может возвращать значение ai_protocol равное 0 для структур SOCK_STREAM, если этого достаточно для однозначного определения протокола (типа сокета недостаточно, например, если в системе помимо TCP реализован и SCTP), и 0 для структур SOCK_DGRAM, если в системе не реализованы другие протоколы дейтаграмм для IP (на момент написания этой книги стандартизованных протоколов еще не было, но два уже разрабатывались IETF). Лучше всего, если getaddrinfo всегда будет возвращать конкретный тип протокола.
В табл. 11.1 показано число структур addrinfo для каждого возвращаемого адреса, определяемое на основе заданного имени службы (которое может быть представлено десятичным номером порта) и рекомендации ai_socktype.
Таблица 11.1. Число структур addrinfo, возвращаемых для каждого IP-адреса
Элемент ai_socktype Служба обозначена именем и предоставляется: Служба обозначена именем порта Только TCP Только UDP Только SCTP TCP и UDP TCP и SCTP TCP, UDP и SCTP 0 1 1 1 2 2 3 Ошибка SOCK_STREAM 1 Ошибка 1 1 2 2 2 SOCK_DGRAM Ошибка 1 1 Ошибка 1 1 SOCK_SEQPACKET Ошибка Ошибка 1 Ошибка 1 1 1Более одной структуры addrinfo возвращается для каждого IP-адреса только в том случае, когда поле ai_socktype структуры hints пусто и либо служба поддерживается TCP и UDP (как указано в файле /etc/services), либо задан номер порта для этой службы.
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.
