UNIX: разработка сетевых приложений - [22]

Шрифт
Интервал

2.7. Состояние TIME_WAIT

Без сомнений, самым сложным для понимания аспектом TCP в отношении сетевого программирования является состояние TIME_WAIT (время ожидания). На рис. 2.4 мы видим, что узел, выполняющий активное закрытие, проходит это состояние. Продолжительность этого состояния равна двум MSL (maximum segment lifetime — максимальное время жизни сегмента), иногда этот период называется 2MSL.

В каждой реализации TCP выбирается какое-то значение MSL. Рекомендуемое значение, приведенное в документе RFC 1122 [10], равно 2 мин, хотя Беркли-реализации традиционно использовали значение 30 с. Это означает, что продолжительность состояния TIME_WAIT — от 1 до 4 мин. MSL — это максимальное количество времени, в течение которого дейтаграмма IP может оставаться в сети. Это время ограничено, поскольку каждая дейтаграмма содержит 8-разрядное поле предельного количества прыжков (hop limit) (поле TTL IPv4 на рис. А.1 и поле «Предельное количество транзитных узлов» IPv6 на рис. А.2), максимальное значение которого равно 255. Хотя этот предел ограничивает количество транзитных узлов, а не время пребывания пакета в сети, считается, что пакет с максимальным значением этого предела (которое равно 255) не может существовать в сети более MSL секунд.

Пакеты в объединенных сетях обычно теряются в результате различных аномалий. Маршрутизатор отключается, или нарушается связь между двумя маршрутизаторами, и им требуются секунды или минуты для стабилизации и нахождения альтернативного пути. В течение этого периода времени могут возникать петли маршрутизации (маршрутизатор А отправляет пакеты маршрутизатору В, а маршрутизатор В отправляет их обратно маршрутизатору А), и пакеты теряются в этих петлях. В этот момент, если потерянный пакет — это сегмент TCP, истекает установленное время ожидания отправляющего узла, и он снова передает пакет, и этот заново переданный пакет доходит до конечного места назначения по некоему альтернативному пути. Но если спустя некоторое время (не превосходящее количества секунд MSL после начала передачи потерянного пакета) петля маршрутизации исправляется, пакет, потерянный в петле, отправляется к конечному месту назначения. Начальный пакет называется потерянной копией или дубликатом (lost duplicate), а также блуждающей копией или дубликатом (wandering duplicate). TCP должен обрабатывать эти дублированные пакеты.

Есть две причины существования состояния TIME_WAIT:

■ необходимо обеспечить надежность разрыва двустороннего соединения TCP;

■ необходимо подождать, когда истечет время жизни в сети старых дублированных сегментов.

Первую причину можно объяснить, рассматривая рис. 2.5 в предположении, что последний сегмент ACK потерян. Сервер еще раз отправит свой последний сегмент FIN, поэтому клиент должен сохранять информацию о своем состоянии, чтобы отправить завершающее подтверждение ACK повторно. Если бы клиент не сохранял информацию о состоянии, он ответил бы серверу сегментом RST (еще один вид сегмента TCP), что сервер интерпретировал бы как ошибку. Если ответственность за корректное завершение двустороннего соединения в обоих направлениях ложится на TCP, он должен правильно обрабатывать потерю любого из четырех сегментов. Этот пример объясняет, почему в состоянии TIME_WAIT остается узел, выполняющий активное закрытие: именно этому узлу может потребоваться повторно передать подтверждение.

Чтобы понять вторую причину, по которой необходимо состояние TIME_WAIT, давайте считать, что у нас имеется соединение между IP-адресом 12.106.32.254, порт 1500 и IP-адресом 206.168.112.219, порт 21. Это соединение закрывается, и спустя некоторое время мы устанавливаем другое соединение между теми же IP-адресами и портами: 12.106.32.254, порт 1500 и 206.168.112.219, порт 21. Последнее соединение называется новым воплощением (incarnation) предыдущего соединения, поскольку IP-адреса и порты те же. TCP должен предотвратить появление старых дубликатов, относящихся к данному соединению, в новом воплощении этого соединения. Чтобы гарантировать это, TCP запрещает установление нового воплощения соединения, которое в данный момент находится в состоянии TIME_WAIT. Поскольку продолжительность состояния TIME_WAIT равна двум MSL, это позволяет удостовериться, что истечет и время жизни пакетов, посланных в одном направлении, и время жизни пакетов, посланных в ответ. Используя это правило, мы гарантируем, что в момент успешного установления соединения TCP время жизни в сети всех старых дубликатов от предыдущих воплощений этого соединения уже истекло.

ПРИМЕЧАНИЕ

Из этого правила существует исключение. Реализации, происходящие от Беркли, инициируют новое воплощение соединения, которое в настоящий момент находится в состоянии TIME WAIT, если приходящий сегмент SYN имеет порядковый номер «больше» конечного номера из предыдущего воплощения. На с. 958-959 [128] об этом рассказано более подробно. Для этого требуется, чтобы сервер выполнил активное закрытие, поскольку состояние TIME_WAIT должно существовать на узле, получающем следующий сегмент SYN. Эта возможность используется командой rsh. В документе RFC 1185 [54] рассказывается о некоторых ловушках, которые могут вас подстерегать при этом.


Еще от автора Уильям Ричард Стивенс
UNIX: взаимодействие процессов

Книга написана известным экспертом по операционной системе UNIX и посвящена описанию одной из форм межпроцессного взаимодействия, IPC, с использованием которой создается большинство сложных программ. В ней описываются четыре возможности разделения решаемых задач между несколькими процессами или потоками одного процесса: передача сообщений, синхронизация, разделяемая память, удаленный вызов процедур.Книга содержит большое количество иллюстрирующих примеров и может использоваться как учебник по IPC, и как справочник для опытных программистов.


Рекомендуем почитать
Это ваше Fido

Одно из немногих изданий на русском языке, которое посвящено старейшей глобальной компьютерной сети "Fidonet". Сатирический справочник о жизни и смерти самого древнего сетевого сообщества, которое до сих пор существует среди нас.


Безопасность информационных систем

В пособии излагаются основные тенденции развития организационного обеспечения безопасности информационных систем, а также подходы к анализу информационной инфраструктуры организационных систем и решению задач обеспечения безопасности компьютерных систем.Для студентов по направлению подготовки 230400 – Информационные системы и технологии (квалификация «бакалавр»).


UNIX — универсальная среда программирования

В книге американских авторов — разработчиков операционной системы UNIX — блестяще решена проблема автоматизации деятельности программиста, системной поддержки его творчества, выходящей за рамки языков программирования. Профессионалам открыт богатый "встроенный" арсенал системы UNIX. Многочисленными примерами иллюстрировано использование языка управления заданиями shell.Для программистов-пользователей операционной системы UNIX.


QNX/UNIX: Анатомия параллелизма

Книга адресована программистам, работающим в самых разнообразных ОС UNIX. Авторы предлагают шире взглянуть на возможности параллельной организации вычислительного процесса в традиционном программировании. Особый акцент делается на потоках (threads), а именно на тех возможностях и сложностях, которые были привнесены в технику параллельных вычислений этой относительно новой парадигмой программирования. На примерах реальных кодов показываются приемы и преимущества параллельной организации вычислительного процесса.


Виртуальные  машины: несколько компьютеров в  одном

Применение виртуальных машин дает различным категориям пользователей — от начинающих до IT-специалистов — множество преимуществ. Это и повышенная безопасность работы, и простота развертывания новых платформ, и снижение стоимости владения. И потому не случайно сегодня виртуальные машины переживают второе рождение.В книге рассмотрены три наиболее популярных на сегодняшний день инструмента, предназначенных для создания виртуальных машин и управления ими: Virtual PC 2004 компании Microsoft, VMware Workstation от компании VMware и относительно «свежий» продукт — Parallels Workstation, созданный в компании Parallels.


Недокументированные и малоизвестные возможности Windows XP

Книга содержит подробные сведения о таких недокументированных или малоизвестных возможностях Windows XP, как принципы работы с программами rundll32.exe и regsvr32.exe, написание скриптов сервера сценариев Windows и создание INF-файлов. В ней приведено описание оснасток, изложены принципы работы с консолью управления mmc.exe и параметрами реестра, которые изменяются с ее помощью. Кроме того, рассмотрено большое количество средств, позволяющих выполнить тонкую настройку Windows XP.Эта книга предназначена для опытных пользователей и администраторов, которым интересно узнать о нестандартных возможностях Windows.


Осени не будет никогда

Новое произведение известного писателя Дмитрия Липскерова убеждает — перед нами особая форма русского романа. Писатель смело экспериментирует с жанрами, сочетая латиноамериканский сюжет с русским фольклором. Гротеск и фантасмагория размывают границы обыденной жизни, и главные герои — московские менты, красавица-психиатр, фээсбешный полковник и художник с мировым именем — оказываются вовлечены в водоворот невероятных событий. Трагикомизм, гротеск, оригинальность и жизненность каждого действующего лица сближают творчество Д.Липскерова с такими литературными именами, как Г.Г.Маркес, М.Павич.


Секреты кроя и шитья без примерок и подгонок

На страницах этой книги вы найдете подробные описания и пояснения к разбору моделей и основным законам конструирования и моделирования, начиная со снятия мерок и кончая созданием завершенного варианта чертежа выкройки. Автор виртуозно привязывает каждое изделие к индивидуальной фигуре с ее неповторимым рельефом. Благодаря советам Галии Злачевской вы сможете понять и повторить ее действия и в итоге комфортно и красиво одеть любую фигуру. Цель работы автора – практическое воплощение предлагаемой идеи в одежду на конкретного человека.


Первичная консультация. Установление контакта и завоевание доверия

В руководстве, написанном известными специалистами, психологом Сарой Файн и социальным работником Полом Глассером, рассматриваются закономерности и особенности начального этапа взаимодействия консультанта и клиента. Детально описаны динамика психотерапевтического процесса и приемы установления контакта и завоевания доверия во время первичной консультации различных групп клиентов, как добровольных, так и недобровольных.Книга предназначена как для начинающих, так и для опытных специалистов, в задачи которых входит оказание помощи другим людям: психологам, социальным работникам, юристам, педагогам и т. д.


Лучшие модели на любую фигуру без примерок и подгонок

Книга представляет собой сборник, который содержит схемы построения чертежей из двух предыдущих бестселлеров автора, а также предлагает ряд новых моделей. Галия Злачевская – автор эксклюзивной методики конструирования швейных изделий. Особенность ее метода в том, что вариант построения модели подбирается с учетом особенностей силуэта фигуры, поэтому крой сразу получается точным. И главное – больше никаких примерок и подгонок! Следуя простым рекомендациям автора, вы легко сможете «шаг за шагом» освоить эту методику и в итоге – получите идеально сидящую вещь.Вы научитесь создавать современные, неповторимые и оригинальные модели для мужчин, женщин, детей и даже малышей до 3 лет с минимальными затратами времени и сил.