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如何深入理解TCP/IP协议的bind实现

发布时间:2021-11-23 22:07:28 阅读:294 作者:柒染 栏目:大数据
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这篇文章给大家介绍如何深入理解TCP/IP协议的bind实现,内容非常详细,感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴,希望对大家能有所帮助。

按照socket网络编程的顺序,我们这一篇来分析bind函数。我们通过socket函数拿到了一个socket结构体。bind函数的逻辑其实比较简单,他就是给socket结构体绑定一个地址,简单来说,就是给他的某些字段赋值。talk is cheap。show me the code。

static int sock_bind(int fd, struct sockaddr *umyaddr, int addrlen){    struct socket *sock;    int i;    char address[MAX_SOCK_ADDR];    int err;    // 通过文件描述符找到对应的socket       if (!(sock = sockfd_lookup(fd, NULL)))         return(-ENOTSOCK);    if((err=move_addr_to_kernel(umyaddr,addrlen,address))<0)        return err;    if ((i = sock->ops->bind(sock, (struct sockaddr *)address, addrlen)) < 0)     {        return(i);    }    return(0);}
 

主要是两个函数,我们一个个来。

 

1 sockfd_lookup

通过之前一些文章的分析,我们应该数socket和文件的内存布局比较熟悉了。下面的代码不难理解。就是根据文件描述符从pcb中找到inode节点。因为inode节点里保存了socket结构体,所以最后返回fd对应的socke结构体就行。

// 通过fd找到file结构体,从而找到inode节点,最后找到socket结构体static inline struct socket *sockfd_lookup(int fd, struct file **pfile){    struct file *file;    struct inode *inode;    if (fd < 0 || fd >= NR_OPEN || !(file = current->files->fd[fd]))         return NULL;    inode = file->f_inode;    if (!inode || !inode->i_sock)        return NULL;    if (pfile)         *pfile = file;    return socki_lookup(inode);}// inode和socket互相引用inline struct socket *socki_lookup(struct inode *inode){    return &inode->u.socket_i;}
 

2 sock->ops->bind
我们回顾socket那篇文章可以知道socket结构体里保存了一些列的操作函数,假设是协议簇是ipv4,那么bind函数就是inet_bind函数(省略了部分代码)。

// 给socket绑定一个地址static int inet_bind(struct socket *sock, struct sockaddr *uaddr,           int addr_len){    struct sockaddr_in *addr=(struct sockaddr_in *)uaddr;    // 拿到底层的sock结构体    struct sock *sk=(struct sock *)sock->data, *sk2;    unsigned short snum = 0 /* Stoopid compiler.. this IS ok */;    int chk_addr_ret;    // raw协议的这些数据由用户填充      if(sock->type != SOCK_RAW)    {   // 已经绑定了端口        if (sk->num != 0)             return(-EINVAL);        snum = ntohs(addr->sin_port);        // 端口无效则随机获取一个非root才能使用的端口        if (snum == 0)         {            snum = get_new_socknum(sk->prot, 0);        }        // 小于1024的端口需要超级用户权限        if (snum < PROT_SOCK && !suser())             return(-EACCES);    }    // 判断ip    chk_addr_ret = ip_chk_addr(addr->sin_addr.s_addr);    // 非法地址    if (addr->sin_addr.s_addr != 0 && chk_addr_ret != IS_MYADDR && chk_addr_ret != IS_MULTICAST)        return(-EADDRNOTAVAIL); /* Source address MUST be ours! */     // 记录ip        if (chk_addr_ret || addr->sin_addr.s_addr == 0)        sk->saddr = addr->sin_addr.s_addr;    if(sock->type != SOCK_RAW)    {        /* Make sure we are allowed to bind here. */        cli();        // 遍历哈希表,哈希表冲突解决法是链地址法,校验绑定的端口的合法性        for(sk2 = sk->prot->sock_array[snum & (SOCK_ARRAY_SIZE -1)];                    sk2 != NULL; sk2 = sk2->next)         {            // 端口还没有绑定过,直接校验下一个            if (sk2->num != snum)                 continue;            // 端口已经被使用,没有设置可重用标记,比如断开连接后在2msl内是否可以重用,通过setsockopt函数设置            if (!sk->reuse)            {                sti();                return(-EADDRINUSE);            }            // 端口一样,但是ip不一样,ok,下一个            if (sk2->saddr != sk->saddr)                 continue;   /socket per slot ! -FB */            // 端口和ip都一样。被监听的端口不能同时被使用            if (!sk2->reuse || sk2->state==TCP_LISTEN)             {                sti();                return(-EADDRINUSE);            }        }        sti();        // 保证该sk不在sock_array队列里        remove_sock(sk);        // 挂载到sock_array里        put_sock(snum, sk);        // tcp头中的源端口        sk->dummy_th.source = ntohs(sk->num);        sk->daddr = 0;        sk->dummy_th.dest = 0;    }    return(0);}
 

bind函数主要是对待绑定的ip和端口做一个校验,合法的时就记录在sock结构体中。并且把sock结构体挂载到一个全局的哈希表里。

关于如何深入理解TCP/IP协议的bind实现就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,可以学到更多知识。如果觉得文章不错,可以把它分享出去让更多的人看到。

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