UNP学习 广播
一、概述
虽然UDP支持各种形式的地址,但TCP只支持单播地址。
上图要点是:
- IPv4对多播的支持是可选的,而IPv6则时必须的。
- IPv6没有提供对广播的支持:当使用广播的IPv4应用程序一直到IPv6时,必须使用IPv6的多播方式进行重新编码。
- 广播和多播要使用UDP,二者都不能使用TCP
广播的用途:
1.假定服务器主机在本地子网上,但不知道它的单播IP地址时,对它进行定位,这就是资源发现。
2.当有多个客户和单个服务器通信时,减少局域网上数据流量。
常见的实例
1.ARP:ARP是IPv4的一个i额基本组成部分,而不是一个用户应用程序。
2.BOOTP(引导协议,Bootstrap Protocol):客户假定有一台服务器主机在本地子网上。
3.NTP(网络时间协议,Network Timer Protocol):一种常见的情形是:一个NTP客户主机可能配置成使用一个或多个服务器主机IP地址,其上面的NTP客户于是以某个频率轮询这些服务器。
4.路由后台进程。
二、广播地址
如果用{netid,subnetid,hostid}({网络ID,子网ID,主机ID})表示IPv4地址,那么有四种类型的广播地址。
1.子网广播地址:{netid,subnetid,-1}。这类地址编排指定子网上的所有接口。
2.全部子网广播地址:{netid,-1,-1}。这类广播地址编排指定网络上的所有子网。
3.网络广播地址:{netid,-1}。这类地址用于不进行子网划分的网络。
4.受限广播地址:{-1,-1,-1}或255.255.255.255。路由器从不转发目的地址为255.255.255.255的IP数据报
三、竞争状态
多个进程访问共享数据,但正确结果依赖于进程的执行顺序,这种情况我们称之为竞争状态。
竞争状态通常是线程编程中时钟要注意的一个重要问题,因为在线程中有非常多的数据需要共享。
在进行信号处理时,通常会出现各种类型的竞争状态。这是因为在我们的程序执行过程中,内核随时都会递交信号。
例子1:
#include "unp.h"
static void recvfrom_alarm(int);
void
dg_cli(FILE *fp, int sockfd, const SA *pservaddr, socklen_t servlen)
{
int n;
const int on = ;
char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE+];
sigset_t sigset_alarm;
socklen_t len;
struct sockaddr *preply_addr;
preply_addr = Malloc(servlen);
Setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &on, sizeof(on));
Sigemptyset(&sigset_alarm);
Signal(SIGALRM, recvfrom_alarm);
while(Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) {
Sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), , pservaddr, servlen);
alarm();
for( ; ;) {
len = servlen;
Sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &sigset_alrm, NULL);
n = recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, , preply_addr, &len);
Sigprocmask(SIG_BLOCK, &sigset_alrm, NULL);
if(n < ) {
if(errno == EINTR)
break; /* waited long enough for replies */
else
err_sys("recvfrom error");
} else {
recvline[n] = ; /* null terminate */
printf("from %s: %s", Sock_ntop_host(preply_addr, len), recvline);
}
}
}
} static void
recvfrom_alarm(int signo)
{
return; /* just nterrupt the recvfrom() */
}
example1
解阻塞信号、调用recvfrom和阻塞信号都是互相独立的系统调用。假定recvfrom返回了最后一个应答数据报并且SIGALRM信号在recvfrom和阻塞信号之间递交,下一次recvfrom的调用将永远阻塞。错误
例子2:
#include "unp.h"
#include <setjmp.h>
static void recvfrom_alarm(int);
static sigjmp_buf jmpbuf;
void
dg_cli(FILE *fp, int sockfd, const SA *pservaddr, socklen_t servlen)
{
int n;
const int on = ;
char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE+];
socklen_t len;
struct sockaddr *preply_addr;
preply_addr = Malloc(servlen);
Setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &on, sizeof(on));
Signal(SIGALRM, recvfrom_alarm);
while(Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) {
Sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), , pservaddr, servlen);
alarm();
for( ; ; ) {
if(sigsetjmp(jmpbuf, ) != )
break;
len = servlen;
n = Recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, , preply_addr, &len);
recvline[n] = ;
printf("from %s: %s", Sock_ntop_host(preply_addr, len), recvline);
}
}
}
static void
recvfrom_alarm(int signo)
{
siglongjmp(jmpbuf, );
}
example2
pselect的关键点是设置信号掩码、测试描述字及恢复信号掩码等操作都是原子操作。错误
例子3:
#include "unp.h"
static void recvfrom_alarm(int);
static int pipefd[];
void
dg_cli(FILE *fp, int sockfd, const SA *pservaddr, socklen_t servlen)
{
int n, maxfdp1;
const int on = ;
char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE + ];
fd_set rset;
socklen_t len;
struct sockaddr *preply_addr;
preply_addr = Malloc(servlen);
Setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &on, sizeof(on));
Pipe(pipefd);
maxfdp1 = max(sockfd, pipefd[]) + ;
FD_ZERO(&rset);
Signal(SIGALRM, recvfrom_alarm);
while(Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) {
Sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), , pservaddr, servlen);
alarm();
for( ; ; ) {
FD_SET(sockfd, &rset);
FD_SET(pipefd[], &rset);
if((n = select(maxfdp1, &rset, NULL, NULL, NULL)) < ) {
if(errno == EINTR)
continue;
else
err_sys("select error");
}
if(FD_ISSET(sockfd, &rset)) {
len = servlen;
n = Recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, , preply_addr, &len);
recvline[n] = ;
printf("from %s: %s", Sock_ntop_host(preply_addr, len), recvline);
}
if(FD_ISSET(pipefd[], &rset)) {
Read(pipefd[], &n, );
break;
}
}
}
}
static void
recvfrom_alarm(int signo)
{
Write(pipefd[], "", );
return;
}
example3
另一个解决同一问题的正确方法。不是让信号处理简单的返回,期望这样能够中断被阻塞的rrecvfrom相反,我们让信号黑醋栗程序使用IPC通知dg_cli函数到抵制其到时。
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