UNIX: разработка сетевых приложений

SSM обеспечивает некоторую защиту от подмены адреса, потому что отправителю 2 становится значительно труднее передавать сообщения по каналу отправителя 1, так как идентификатор этого канала включает в себя адрес отправителя 1. Подмена все еще остается возможной, однако серьезно усложняется.

21.6. Параметры сокетов многоадресной передачи

Для поддержки многоадресной передачи программным интерфейсом приложений (API) требуется только пять новых параметров сокетов. Поддержка фильтрации отправителей, необходимая для SSM, требует еще четырех параметров. В табл. 21.2 показаны три параметра, не имеющих отношения к членству в группах, а также тип данных аргумента, который предполагается использовать в вызове функций getsockopt или setsockopt для IPv4 и IPv6. В табл. 21.3 представлены оставшиеся шесть параметров сокетов для IPv4, IPv6 и не зависящего от IP-версии API. Во втором столбце показан тип данных переменной, указатель на которую является четвертым аргументом функций getsockopt и setsockopt. Все девять параметров действительны с функцией setsockopt, но шесть предназначенных для входа и выхода из группы не могут быть использованы в вызове функции getsockopt.

Таблица 21.2. Параметры сокетов многоадресной передачи

Параметр	Тип данных	Описание
IP_MULTICAST_IF	struct in_addr	Интерфейс по умолчанию для исходящих многоадресных пакетов
IP_MULTICAST_TTL	u_char	TTL для исходящих многоадресных пакетов
IP_MULTICAST_LOOP	u_char	Включение и отключение закольцовки для исходящих многоадресных пакетов
IPV6_MULTICAST_IF	u_int	Интерфейс по умолчанию для исходящих многоадресных пакетов
IPV6_MULTICAST_HOPS	int	Предел количества прыжков для и сходящих многоадресных пакетов
IPV6_MULTICAST_LOOP	u_int	Включение и отключение закольцовки для исходящих многоадресных пакетов

Таблица 21.3. Параметры сокета, определяющие членство в группах многоадресной передачи

Параметр	Тип данных	Описание
IP_ADD_MEMBERSHIP	struct ip_mreq	Присоединение к группе многоадресной передачи
IP_DROP_MEMBERSHIP	struct ip_mreq	Отсоединение от группы многоадресной передачи
IP_BLOCK_SOURCE	struct ip_mreq_source	Блокирование источника из группы, к которой выполнено присоединение
IP_UNBLOCK_SOURCE	struct ip_mreq_source	Разблокирование ранее заблокированного источника
IP_ADD_SOURCE_MEMBERSHIP	struct ip_mreq_source	Присоединение к группе источника
IP_DROP_SOURCE_MEMBERSHIP	struct ip_mreq_source	Отсоединение от группы источника
IPV6_JOIN_GROUP	struct ipv6_mreq	Присоединение к группе многоадресной передачи
IPV6_LEAVE_GROUP	struct ipv6_mreq	Отсоединение от группы многоадресной передачи
MCAST_JOIN_GROUP	struct group_req	Присоединение к группе многоадресной передачи
MCAST_LEAVE_GROUP	struct group_req	Отсоединение от группы многоадресной передачи
MCAST_BLOCK_SOURCE	struct group_source_req	Блокирование источника из группы, к которой выполнено присоединение
MCAST_UNBLOCK_SOURCE	struct group_source_req	Разблокирование ранее заблокированного источника
MCAST_JOIN_SOURCE_GROUP	struct group_source_req	Присоединение к группе источника
MCAST_LEAVE_SOURCE_GROUP	struct group_source_req	Отсоединение от группы источника

ПРИМЕЧАНИЕ

Параметры IPv4 TTL и закольцовки получают аргумент типа u_char, в то время как IPv6-параметры предела транзитных узлов и закольцовки получают аргументы соответственно типа int и u_int. Распространенная ошибка программирования с параметрами многоадресной передачи IPv4 — вызов функции setsockopt с аргументом типа int для задания TTL или закольцовки (что не разрешается [128, с. 354–355]), поскольку большинство других параметров сокетов, представленных в табл. 7.1, имеют целочисленные аргументы. Изменения, внесенные в IPv6, должны уменьшить вероятность ошибок.

Теперь мы опишем каждый из девяти параметров сокетов более подробно. Обратите внимание, что эти девять параметров концептуально идентичны в IPv4 и IPv6 — различаются только их названия и типы аргументов.

IP_ADD_MEMBERSHIP, IPV6_JOIN_GROUP, MCAST_JOIN_GROUP. Назначение этих параметров — присоединение к группе на заданном локальном интерфейсе. Мы задаем локальный интерфейс одним из его направленных адресов для IPv4 или индексом интерфейса для IPv6. Следующие три структуры используются при присоединении к группе или при отсоединении от нее:

 struct ip_mreq {
  struct in_addr imr_multiaddr; /* IPv4-адрес многоадресной
  передачи класса D */
  struct in_addr imr_interface; /* IPv4-адрес локального
  интерфейса */
 };

 struct ipv6_mreq {
  struct in6_addr ipv6mr_multiaddr; /* IPv6-адрес многоадресной
  передачи */
  unsigned int ipv6mr_interface; /* индекс интерфейса или 0 */
 };

 struct group_req {
  unsigned int gr_interface; /* индекс интерфейса или 0 */
  struct sockaddr_storage gr_group; /* адрес многоадресной передачи
  IPv4 или IPv6 */
 };

Если локальный интерфейс задается как универсальный адрес ( INADDR_ANY для IPv4) или как нулевой индекс IPv6, то конкретный локальный интерфейс выбирается ядром.

Мы говорим, что узел принадлежит к данной группе на данном интерфейсе, если один или более процессов в настоящий момент принадлежат к этой группе на этом интерфейсе.

Сокет может быть присоединен к нескольким группам, но к каждой группе должен быть присоединен уникальный адрес или уникальный интерфейс. Это свойство можно использовать на узле с несколькими сетевыми интерфейсами: создается один сокет, которому присваивается один адрес многоадресной передачи, но благодаря наличию разных интерфейсов этот сокет может быть присоединен к разным группам.

Вспомните из табл. 21.1, что частью адреса многоадресной передачи IPv6 является поле области действия. Как мы отмечали, адреса многоадресной передачи IPv6, отличающиеся только областью действия, являются различными. Следовательно, если реализация протокола синхронизации времени (network time protocol, NTP) хочет получать все пакеты NTP независимо от их области действия, она должна будет присоединиться к адресу ff01:101(локальный в пределах узла), ff02:101(локальный в пределах физической сети), ff05:101(локальный в пределах сайта), ff08:101(локальный в пределах организации) и ff0e:101(глобальный). Все присоединения могут выполняться на одном сокете. Можно установить параметр сокета IPV6_PKTINFO(см. раздел 22.8), чтобы функция recvmsg возвращала адрес получателя каждой дейтаграммы.

Независимый от версии IP параметр сокета ( MCAST_JOIN_GROUP) аналогичен соответствующему параметру IPv6 за тем исключением, что он использует структуру sockaddr_storage вместо in6_addr для передачи адреса ядру. Структура sockaddr_storage(см. листинг 3.4) достаточно велика для хранения адреса любой версии, поддерживаемой системой.

ПРИМЕЧАНИЕ

В большинстве реализаций число присоединений, допустимых для одного сокета, ограничено. Предел определяется константой IP_MAX_MEMBERSHIPS (для Беркли-реализаций ее значение равно 20). В некоторых реализациях это ограничение снято, в других оно значительно превышает значение для Беркли-реализаций.

Когда интерфейс, на котором будет происходить присоединение, не задан, Беркли-ядра ищут адрес многоадресной передачи в обычной таблице маршрутизации IP и используют полученный в результате интерфейс [128, с. 357]. Некоторые системы для обработки этой ситуации устанавливают маршрут для всех адресов многоадресной передачи (то есть маршрут с адресом получателя 224.0.0.0/8 для IPv4) в процессе инициализации.

Для IPv6 сделано изменение — при задании интерфейса используется индекс, а не локальный адрес направленной передачи, как было в IPv4. Это позволяет выполнять присоединение на ненумерованных интерфейсах и конечных точках туннелей.

Изначально в API многоадресной передачи IPv6 использовалась константа IPV6_ADD_MEMBERSHIP, а не IPV6_JOIN_GROUP. Во всех остальных отношениях интерфейс программирования не изменился. Описанная далее функция mcast_join скрывает это отличие.