Bai 6 1 advanced UDP socket

UDP hay TCP ? Gửi tin broadcast hay multicast phải dùng UDP  Có thể dùng UDP với các ứng dụng với yêu cầu - trả lời đơn giản  Có thể dùng UDP vỚI các ứng dụng LAN  Băng thông lớn, ít

L p tr ậ ình UDP socket nâng cao

TS Nguyễn Hoài Sơn

Bộ môn mạng và Truyền thông máy tính, Đại học Công nghệ, Đại học QG Hà Nội

UDP hay TCP ?

 Gửi tin broadcast hay multicast phải dùng UDP

 Có thể dùng UDP với các ứng dụng với yêu cầu - trả lời đơn giản

 Có thể dùng UDP vỚI các ứng dụng LAN

 Băng thông lớn, ít lỗi

 Nên dùng UDP với truyền tin đa phương tiện

 Điều khiển luồng?

 Dùng TCP với việc truyền dữ liệu lớn

 TFTP (Trivial File Transfer Protocol) là một ngoại lệ

V n đ v i UDP ấ ề ớ

 Làm thế nào để lấy địa chỉ IP đích?

 Địa chỉ IP đích có thể là địa chỉ unicast hoặc địa chi multicast

 Làm thế nào biết và xử lý trong trường hợp gói tin UDP lớn hơn kích thước buffer?

 Làm thế nào để đảm bảo tính tin cậy khi

đường truyền có lỗi

 Acknowledgement, timeout, gửi lại

Remind: sendmsg and recvmsg

struct msghdr {

void *msg_name; /* protocol address */

socklen_t msg_namelen; /* size of protocol address */

struct iovec *msg_iov; /* scatter/gather array */

int msg_iovlen; /* # elements in msg_iov */

void *msg_control; /* ancillary data (cmsghdr struct) */

socklen_t msg_controllen; /* length of ancillary data */

int msg_flags; /* flags returned by recvmsg() */

};

#include <sys/socket.h>

ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

ssize_t sendmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

Both return: number of bytes read or written if OK, –1 on error

Remind: sendmsg and recvmsg (2)

 thiết lập cờ chức năng cho việc xuất nhập dữ liệu

 MSG_DONTROUTE: bỏ qua truy vấn bảng định tuyến

 MSG_DONTWAIT: không chờ khi xuất nhập dữ liệu

 MSG_OOB: gửi và nhận dữ liệu ngoài luồng (out-of-band)

 MSG_PEEK: kiểm tra dữ liệu vào nhưng vẫn giữ nguyên

dữ liệu trong buffer

 MSG_WAITALL: đợi tất cả dữ liệu yêu cầu

 Cờ chức năng trả về bởi hàm recvmsg

 MSG_BCAST

 MSG_MCAST

 MSG_TRUNC

Remind: Sau khi hàm recvmsg tr k t ả ế

Ví d : h ụ àm recvfrom_flags

 ssize_t recvfromflags(int fd, void *ptr, size_t nbytes, int

*flagsp, SA *sa, socklen_t *salenptr, struct

unp_in_pktinfo *pktp)

 struct unp_in_pktinfo

{

struct in_addr ipi_addr; /* destination IPv4 address */

int ipi_ifindex; /* received interface index */

};

 Trả về:

 Giá trị của msg_flags được trả về bởi hàm recvmsg

 Địa chỉ đích của gói tin nhận được (sử dụng tùy biến socket

IP_RECVDSTADDR)

 Số hiệu của giao diện nhận gói tin (sử dụng tùy biến socket

IP_RECVIF)

D li u ph thu c ữ ệ ụ ộ

 Gửi và nhận bằng thành phần msg_control và msg_controllen của cấu trúc msghdr với hàm sendmsg và recvmsg

 chứa một hoặc nhiều đối tượng dữ liệu phụ thuộc

 each one begins with a cmsghdr structure

 struct cmsghdr {

socklen_t cmsg_len; /* length in bytes, including this structure */

int cmsg_level; /* protocol family */

int cmsg_type; /* protocol-specific type */

/* followed by unsigned char cmsg_data[] */

};

D li u ph thu c ch a hai đ i t ữ ệ ụ ộ ứ ố ượ ng

d li u ữ ệ

Returns: pointer to first cmsghdr structure or NULL if no ancillary data

struct cmsghdr *CMSG_NXTHDR(struct msghdr *mhdrptr, struct cmsghdr *cmsgptr) ;

Returns: pointer to next cmsghdr structure or NULL if no more ancillary data objects

unsigned char *CMSG_DATA(struct cmsghdr *cmsgptr) ;

Returns: pointer to first byte of data associated with cmsghdr structure

unsigned int CMSG_LEN(unsigned int length) ;

Returns: value to store in cmsg_len given the amount of data

unsigned int CMSG_SPACE(unsigned int length) ;

Returns: total size of an ancillary data object given the amount of data

recvfrom_flags function (2)

 advio/recvfromflags.c

Dữ liệu phụ thuộc kiểu IP_RECVIF

Hàm dg_echo v i ớ recvfrom_flags

 advio/dgechoaddr.c

Chia nh g ỏ ói tin UDP

 Khi nhận một gói tin UDP lớn hơn kích thước buffer,

hệ thống có thể xử lý theo các cách sau tùy thuộc vào từng OS

 Bỏ phần dữ liệu vượt quá kích thước buffer, và trả về

cờ MSG_TRUNC cho tiến trình xử lý

 recvmsg thiết lập cờ MSG_TRUNC trong msg_flags

T o t ạ ính tin c y cho ng d ng UDPs ậ ứ ụ

 Thực hiện 2 yêu cầu

 Số thứ tự (Sequence numbers): Bên nhận xác nhận số thứ tự của thông báo nhận được

 Client thêm số thứ tự vào mỗi thông báo yêu cầu và máy chủ gửi lại số thứ tự này trong thông báo trả lời

 Timeout và gửi lại: khôi phục các gói tin bị mất mát

 Gửi thông báo yêu cầu và đợi trong N giây

 Nếu không có thông báo trả lời, gửi lại và đợi thêm N giây

 Lặp lại nhiều lần

T o t ạ ính tin c y cho ng d ng UDPs (2) ậ ứ ụ

 Làm thế nào để xác định N thích hợp?

 RTT trong mạng LAN và WAN là khác nhau

 RTT giữa máy khách và máy chủ có thể thay đổi nhanh chóng

 Cần tính toán RTT thực sự

=> Giải pháp từ [Jacobson 1988]

g = 1/8, h = 1/4

V n đ không rõ r ấ ề àng khi g i l i ử ạ

Thông báo yêu cầu bị mất?

Thông báo trả lời bị mất?

Khoảng RTO là quá nhỏ? RTT là bao nhiêu?

Gi i ph ả áp

 Thêm nhãn thời gian vào mỗi thông báo và máy chủ cũng phải gửi lại nhãn thời gian này

 Tính toán RTT bằng thời gian nhận gói tin trừ

đi nhãn thời gian ghi trong gói tin

=> Hàm dg_send_recv

struct rtt_info

 struct rtt_info {

float rtt_rtt; /* RTT gần nhất, đơn vị giây */

float rtt_srtt; /* Ước lượng RTT, đơn vị giây */

float rtt_rttvar; /* Ước lượng độ lệch trung bình, đơn vị giây */

float rtt_rto; /* RTT hiện tại, đơn vị giây */

int rtt_nrexmt; /* số lần gửi lại: 0, 1, 2, */

uint32_t rtt_base; /* thời gian (giây) tính từ 1/1/1970 */ };

dg_send_recv function

 rtt/dg_send_recv.c

g = 1/8, h = 1/4

Các b ướ c th c hi n ự ệ

Khởi tạo đồng hồ đếm độ trễ

Khởi tạo dữ liệu gửi msgsend

• Tiêu đề chứa sequence number và nhãn thời gian

Đặt tín hiệu chuông

• Thời gian đổ chuông ban đầu

= độ trễ ước lượng

Chờ và nhận gói tin trả lời

Tính toán lại độ trễ ước lượng

alarm(rtt_star t(&rttinfo))

rtt_init(&rtti nfo)

rtt_stop(&rttinfo, rtt_ts(&rttinfo) - recvhdr.ts)

timeout

Xu t nh p d li u I/O ấ ậ ữ ệ

copy complete

wait for data

copy data from kernel

to user process

deliver SIGIO system call

Các b ướ c th c hi n xu t nh p d li u ự ệ ấ ậ ữ ệ

 Thiết lập hàm xử lý tín hiệu SIGIO

 Thiết lập chủ sở hữu socket

SIGIO v i UDP Sockets ớ

 Tín hiệu SIGIO được sinh ra khi

 Socket nhận được một gói tin

 Lỗi không đồng bộ xuất hiện tại socket

SIGIO v i TCP Sockets ớ

 Nhiều điều kiện để tạo ra tín hiệu SIGIO

 Một yêu cầu kết nối kết thúc tại socket lắng nghe

 Một yêu cầu kết nối được khởi tạo

 Một yêu cầu ngắt kết nối được hoàn thành

 Một nửa kết nối bị đóng

 Dữ liệu đến socket

 Dữ liệu được gửi từ socket

 Lỗi không đồng bộ xuất hiện

=> Ít sử dụng SIGIO với TCP socket

Máy ch UDP Echo s d ng SIGIO ủ ử ụ

trong khi chương trình kiếm tra biến nqueue ?