UNIX: разработка сетевых приложений
Шрифт:
31.2. Обзор
Потоки обеспечивают двустороннее соединение между процессом и драйвером, как показано на рис. 31.1. Хотя нижний блок на этом рисунке мы и называем драйвером, его не следует ассоциировать с каким-либо аппаратным устройством, поскольку это может быть и драйвер псевдоустройства (например, программный драйвер).
Рис. 31.1. Поток между процессом и драйвером
Головной модуль потока( stream head) состоит из программ ядра, которые запускаются при обращении приложения к дескриптору потока (например,
Процесс может динамически добавлять и удалять промежуточные модули обработки( processing modules) между головным модулем и драйвером. Такой модуль осуществляет некий тип фильтрации сообщений, проходящих в одну или другую сторону по потоку. Этот процесс показан на рис. 31.2.
Рис. 31.2. Поток с модулем обработки
В поток может быть помещено любое количество модулей. Под словом «поместить» (push) в данном случае понимается, что каждый новый модуль вставляется сразу после (на рисунке — ниже) головного модуля.
Определенный тип псевдодрайвера называется мультиплексором( multiplexor). Он принимает данные из различных источников. Основанная на потоках реализация набора протоколов TCP/IP, используемая, например, в SVR4, может иметь вид, показанный на рис. 31.3.
Рис. 31.3. Упрощенный вид реализации набора протоколов TCP/IP, основанной на потоках
При создании сокета библиотекой сокетов в поток помещается модуль
При создании точки доступа XTI библиотекой XTI в поток помещается модуль
Это одно из немногих мест, где мы говорим об XTI. Предыдущее издание этой книги описывало интерфейс XTI очень подробно, но он уже вышел из широкого употребления, и даже спецификация POSIX больше не включает его, поэтому мы решили исключить ставшие ненужными главы из книги. На рис. 31.3 показано, каким образом обычно реализуется интерфейс XTI. В этой главе мы кратко расскажем о нем, но не будем вдаваться в подробности, потому что причин для использования XTI в настоящее время практически нет.
Для использования функций
Формат сетевых сообщений, передаваемых по потокам вверх и вниз, определяют интерфейсы различных сервисов. Мы описываем три наиболее широко распространенных. TPI( Transport Provider Interface — интерфейс поставщика транспортных служб) [126] определяет интерфейс, предоставляемый поставщиком услуг транспортного уровня (например, TCP или UDP). NPI( Network Provider Interface — интерфейс поставщика сетевого уровня) [125] определяет интерфейс, предоставляемый поставщиком услуг сетевого уровня (например, IP). DLPI( Data Link Provider Interface) — это интерфейс поставщика канального уровня[124]. Еще один источник информации по TPI и DLPI, в котором имеются также исходные коды на языке С, — это [98].
Каждый компонент потока — головной модуль, все модули обработки и драйвер — содержат по меньшей мере одну пару очередей: очередь на запись и очередь на чтение. Это показано на рис. 31.4.
Рис. 31.4.
Типы сообщений
Потоковые сообщения могут быть классифицированы как имеющие высокий приоритет( high priority), входящие в полосу приоритета( priority band) и обычные ( normal). Существует 256 полос приоритета со значениями между 0 и 255, причем обычные сообщения соответствуют полосе 0. Приоритет потокового сообщения используется как при постановке сообщения в очередь, так и для управления потоком (flow control). По соглашению, на сообщения с высоким приоритетом управление потоком не влияет.
На рис. 31.5 показан порядок следования сообщений в одной конкретной очереди.
Рис. 31.5. Порядок следования потоковых сообщений в очереди в зависимости от их приоритета
Хотя потоковые системы поддерживают 256 различных полос приоритета, в сетевых протоколах обычно используется полоса 1 для срочных (внеполосных) данных и полоса 0 для обычных данных.
Внеполосные данные TCP в TPI не рассматриваются как истинные срочные данные. В самом деле, в TCP полоса 0 используется как для обычных, так и для внеполосных данных. Полоса 1 используется для отправки срочных данных в тех протоколах, в которых срочные данные (а не просто срочный указатель, как в TCP) отправляются перед обычными данными. В данном контексте следует внимательно отнестись к термину «обычный» (normal). В системах SVR, предшествующих SVR4, не было полос приоритета, а сообщения делились на обычные и приоритетные (priority messages). В SVR4 были введены полосы приоритета, что потребовало также введения функций getpmsg и putpmsg, которые мы вскоре опишем. Приоритетные сообщения были переименованы в сообщения с высоким приоритетом, и встал вопрос, как называть сообщения, относящиеся к полосам приоритета от 1 до 255. Наиболее распространенной является терминология [98], согласно которой все сообщения, которые не являются сообщениями с высоким приоритетом, называются обычными сообщениями и разделяются на подкатегории согласно своим полосам приоритета. Термин «обычное сообщение» в любом случае должен соответствовать сообщению из полосы приоритета 0.
Хотя пока мы говорили только о сообщениях с высоким приоритетом и об обычных сообщениях, существует около 12 типов обычных сообщений и около 18 типов сообщений с высоким приоритетом. С точки зрения приложений и функций
Таблица 31.1. Типы потоковых сообщений, генерируемые функциями write и putmsg
