From d844020a11472d71e1ecf1d1c5b786ccaff14df4 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: riba2534 Date: Sat, 26 Jan 2019 13:36:09 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?13.1.3=20=E7=B4=A7=E6=80=A5=E6=A8=A1=E5=BC=8F?= =?UTF-8?q?=E5=B7=A5=E4=BD=9C=E5=8E=9F=E7=90=86?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- README.md | 107 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ch13/README.md | 1 + ch13/oob_recv.c | 74 +++++++++++++++++++++++++++++++++ ch13/oob_send.c | 42 +++++++++++++++++++ 4 files changed, 224 insertions(+) create mode 100644 ch13/README.md create mode 100644 ch13/oob_recv.c create mode 100644 ch13/oob_send.c diff --git a/README.md b/README.md index 59ce5d8..1916955 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -3360,6 +3360,113 @@ gcc echo_selectserv.c -o selserv ### 13.1 send & recv 函数 +#### 13.1.1 Linux 中的 send & recv + +首先看 sned 函数定义： + +```c +#include +ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t nbytes, int flags); +/* +成功时返回发送的字节数，失败时返回 -1 +sockfd: 表示与数据传输对象的连接的套接字和文件描述符 +buf: 保存带传输数据的缓冲地址值 +nbytes: 待传输字节数 +flags: 传输数据时指定的可选项信息 +*/ +``` + +下面是 recv 函数的定义： + +```c +#include +ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t nbytes, int flags); +/* +sockfd: 表示数据接受对象的连接的套接字文件描述符 +buf: 保存接受数据的缓冲地址值 +nbytes: 可接收的最大字节数 +flags: 接收数据时指定的可选项参数 +*/ +``` + +send 和 recv 函数都是最后一个参数是收发数据的可选项，该选项可以用位或（bit OR）运算符（| 运算符）同时传递多个信息。 + +send & recv 函数的可选项意义： + +| 可选项（Option） | 含义 | send | recv | +| ---------------- | ------------------------------------------------------------ | ---- | ---- | +| MSG_OOB | 用于传输带外数据（Out-of-band data） | O | O | +| MSG_PEEK | 验证输入缓冲中是否存在接受的数据 | X | O | +| MSG_DONTROUTE | 数据传输过程中不参照本地路由（Routing）表，在本地（Local）网络中寻找目的地 | O | X | +| MSG_DONTWAIT | 调用 I/O 函数时不阻塞，用于使用非阻塞（Non-blocking）I/O | O | O | +| MSG_WAITALL | 防止函数返回，直到接收到全部请求的字节数 | X | O | + +#### 13.1.2 MSG_OOB：发送紧急消息 + +MSG_OOB 可选项用于创建特殊发送方法和通道以发送紧急消息。下面为 MSG_OOB 的示例代码： + +- [oob_recv.c](https://github.com/riba2534/TCP-IP-NetworkNote/blob/master/ch13/oob_recv.c) +- [oob_send.c](https://github.com/riba2534/TCP-IP-NetworkNote/blob/master/ch13/oob_send.c) + +编译运行： + +```shell +gcc oob_send.c -o send +gcc oob_recv.c -o recv +``` + +运行结果： + +![](https://i.loli.net/2019/01/26/5c4bda167ae08.png) + +![](https://i.loli.net/2019/01/26/5c4bdb4d99823.png) + +从运行结果可以看出，send 是客户端，recv 是服务端，客户端给服务端发送消息，服务端接收完消息之后显示出来。可以从图中看出，每次运行的效果，并不是一样的。 + +代码中关于: + +```c +fcntl(recv_sock, F_SETOWN, getpid()); +``` + +的意思是： + +> 文件描述符 recv_sock 指向的套接字引发的 SIGURG 信号处理进程变为 getpid 函数返回值用作 ID 进程. + +上述描述中的「处理 SIGURG 信号」指的是「调用 SIGURG 信号处理函数」。但是之前讲过，多个进程可以拥有 1 个套接字的文件描述符。例如，通过调用 fork 函数创建子进程并同时复制文件描述符。此时如果发生 SIGURG 信号，应该调用哪个进程的信号处理函数呢？可以肯定的是，不会调用所有进程的信号处理函数。因此，处理 SIGURG 信号时必须指定处理信号所用的进程，而 getpid 返回的是调用此函数的进程 ID 。上述调用语句指当前为处理 SIGURG 信号的主体。 + +输出结果，可能出乎意料： + +> 通过 MSG_OOB 可选项传递数据时只返回 1 个字节，而且也不快 + +的确，通过 MSG_OOB 并不会加快传输速度，而通过信号处理函数 urg_handler 也只能读取一个字节。剩余数据只能通过未设置 MSG_OOB 可选项的普通输入函数读取。因为 TCP 不存在真正意义上的「外带数据」。实际上，MSG_OOB 中的 OOB 指的是 Out-of-band ，而「外带数据」的含义是： + +> 通过去完全不同的通信路径传输的数据 + +即真正意义上的 Out-of-band 需要通过单独的通信路径高速传输数据，但是 TCP 不另外提供，只利用 TCP 的紧急模式（Urgent mode）进行传输。 + +#### 13.1.3 紧急模式工作原理 + +MSG_OOB 的真正意义在于督促数据接收对象尽快处理数据。这是紧急模式的全部内容，而 TCP 「保持传输顺序」的传输特性依然成立。TCP 的紧急消息无法保证及时到达，但是可以要求急救。下面是 MSG_OOB 可选项状态下的数据传输过程，如图： + +![](https://i.loli.net/2019/01/26/5c4be222845cc.png) + +上面是: + +```c +send(sock, "890", strlen("890"), MSG_OOB); +``` + +图上是调用这个函数的缓冲状态。如果缓冲最左端的位置视作偏移量 0 。字符 0 保存于偏移量 2 的位置。另外，字符 0 右侧偏移量为 3 的位置存有紧急指针（Urgent Pointer）。紧急指针指向紧急消息的下一个位置（偏移量加一），同时向对方主机传递一下信息： + +> 紧急指针指向的偏移量为 3 之前的部分就是紧急消息。 + +也就是说，实际上只用了一个字节表示紧急消息。这一点可以通过图中用于传输数据的 TCP 数据包（段）的结构看得更清楚，如图： + +![](https://i.loli.net/2019/01/26/5c4beeae46b4e.png) + + + ## License diff --git a/ch13/README.md b/ch13/README.md new file mode 100644 index 0000000..a4b697a --- /dev/null +++ b/ch13/README.md @@ -0,0 +1 @@ +13. \ No newline at end of file diff --git a/ch13/oob_recv.c b/ch13/oob_recv.c new file mode 100644 index 0000000..d29f102 --- /dev/null +++ b/ch13/oob_recv.c @@ -0,0 +1,74 @@ +#include +#include +#include +#include +#include +#include +#include +#include + +#define BUF_SIZE 30 +void error_handling(char *message); +void urg_handler(int signo); + +int acpt_sock; +int recv_sock; + +int main(int argc, char *argv[]) +{ + struct sockaddr_in recv_adr, serv_adr; + int str_len, state; + socklen_t serv_adr_sz; + struct sigaction act; + char buf[BUF_SIZE]; + if (argc != 2) + { + printf("Usage : %s \n", argv[0]); + exit(1); + } + act.sa_handler = urg_handler; + sigemptyset(&act.sa_mask); + act.sa_flags = 0; + + acpt_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); + memset(&recv_adr, 0, sizeof(recv_adr)); + recv_adr.sin_family = AF_INET; + recv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); + recv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); + + if (bind(acpt_sock, (struct sockaddr *)&recv_adr, sizeof(recv_adr)) == -1) + error_handling("bind() error"); + listen(acpt_sock, 5); + + serv_adr_sz = sizeof(serv_adr); + recv_sock = accept(acpt_sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, &serv_adr_sz); + //将文件描述符 recv_sock 指向的套接字拥有者（F_SETOWN）改为把getpid函数返回值用做id的进程 + fcntl(recv_sock, F_SETOWN, getpid()); + state = sigaction(SIGURG, &act, 0); //SIGURG 是一个信号，当接收到 MSG_OOB 紧急消息时，系统产生SIGURG信号 + + while ((str_len = recv(recv_sock, buf, sizeof(buf), 0)) != 0) + { + if (str_len == -1) + continue; + buf[str_len] = 0; + puts(buf); + } + close(recv_sock); + close(acpt_sock); + return 0; +} +void urg_handler(int signo) +{ + int str_len; + char buf[BUF_SIZE]; + str_len = recv(recv_sock, buf, sizeof(buf) - 1, MSG_OOB); + buf[str_len] = 0; + printf("Urgent message: %s \n", buf); +} + +void error_handling(char *message) +{ + fputs(message, stderr); + fputc('\n', stderr); + exit(1); +} \ No newline at end of file diff --git a/ch13/oob_send.c b/ch13/oob_send.c new file mode 100644 index 0000000..6cc9a84 --- /dev/null +++ b/ch13/oob_send.c @@ -0,0 +1,42 @@ +#include +#include +#include +#include +#include +#include + +#define BUF_SIZE 30 +void error_handling(char *message); + +int main(int argc, char *argv[]) +{ + int sock; + struct sockaddr_in recv_adr; + if (argc != 3) + { + printf("Usage : %s \n", argv[0]); + exit(1); + } + sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); + memset(&recv_adr, 0, sizeof(recv_adr)); + recv_adr.sin_family = AF_INET; + recv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); + recv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); + + if (connect(sock, (struct sockaddr *)&recv_adr, sizeof(recv_adr)) == -1) + error_handling("connect() error"); + + write(sock, "123", strlen("123")); + send(sock, "4", strlen("4"), MSG_OOB); + write(sock, "567", strlen("567")); + send(sock, "890", strlen("890"), MSG_OOB); + close(sock); + return 0; +} + +void error_handling(char *message) +{ + fputs(message, stderr); + fputc('\n', stderr); + exit(1); +} \ No newline at end of file