Андрей Робачевский - Операционная система UNIX

• Название: Операционная система UNIX
• Автор: Андрей Робачевский
• Издательство: BHV - Санкт-Петербург
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 1997
• ISBN: 5-7791-0057-8

Книга посвящена семейству операционных систем UNIX и содержит информацию о принципах организации, идеологии и архитектуре, объединяющих различные версии этой операционной системы.

В книге рассматриваются: архитектура ядра UNIX (подсистемы ввода/вывода, управления памятью и процессами, а также файловая подсистема), программный интерфейс UNIX (системные вызовы и основные библиотечные функции), пользовательская среда (командный интерпретатор shell, основные команды и утилиты) и сетевая поддержка в UNIX (протоколов семейства TCP/IP, архитектура сетевой подсистемы, программные интерфейсы сокетов и TLI).

Для широкого круга пользователей

---

60

Блокирование передачи может происходить не только в драйвере (оконечном модуле) потока из-за занятости устройства. Возможна ситуация, когда отдельный модуль вынужден отложить обработку сообщений до наступления некоторого события.

61

Это единственная ситуация, в которой возможно блокирование процесса.

62

Более точно — для всех сообщений с данным приоритетом.

63

С помощью сообщения M_SETOPTS можно дать указания головному модулю обрабатывать сообщения M_PROTO как обычные данные. В этом случае вызов read(2) будет возвращать содержимое как сообщений M_DATA, так и M_PROTO. Однако информация о типе сообщения (данных) и границы сообщений сохранены не будут.

64

При закрытии потока все встроенные модули извлекаются автоматически.

65

Расположение данных уже содержится в параметре arg, который передается обратно в сообщении M_COPYIN.

66

Общее число пользователей Internet на начало 1995 года составило 4852000, из них в США — более 3 миллионов. Уже к середине 1996 года сеть Internet имела следующие показатели: почти 13 миллионов хостов, 134 365 сетей, почти полмиллиона зарегистрированных доменов. На начало 1997 года население Internet по сведениям компании Network Wizards (http://www.nw.com) составляло 16 146 000 хостов (число записей в системе DNS), расположенных в 828 000 доменах. Правда, на запрос "откликнулось" в среднем около 3 миллионов хостов.

67

Принимая во внимание существовавшие в то время отношения между СССР и США, приходится констатировать, что такое вполне могло произойти. Сегодня предположение о надежности сети также не всегда справедливо, только роль бомб и ракет исполняют ковши экскаваторов.

68

Более точным названием этих устройств является "маршрутизатор" (router). С формальной точки зрения термин "шлюз", применительно к данным устройствам, не совсем верен. Модель OSI определяет шлюз, как устройство, которое может осуществлять функции передачи на всех семи уровнях (подробнее о модели OSI будет рассказано в следующем разделе). Однако в мире UNIX маршрутизаторы почему-то называют шлюзами, и мы будем придерживаться этой терминологии.

69

Вообще-то 7 бит позволяют адресовать 128 сетей, но адреса сетей 0 и 127 являются зарезервированными. Это же правило для адреса сети, состоящего из всех нулей или всех единиц (в двоичном виде), справедливо и для остальных классов.

70

Конечно, в изолированной сети (или сетях), не имеющей выхода в глобальную сеть Internet, вы вольны использовать адреса любого класса.

71

В нормальных условиях модули TCP хранят последние использованные порядковые номера. Поэтому при создании нового канала (сеанса) модуль выбирает следующее значение из адресного пространство порядковых номеров (которое составляет 2³²). При скорости передачи 2 Мбит/с потребуется 4,5 часа для передачи данных, адресуемых этими номерами (порядковыми и подтверждений). Это время на несколько порядков превышает время жизни TCP-сегмента в сети, которое по умолчанию составляет 2 секунды. Это гарантирует, что новые номера не "догонят" номера старых сегментов. Даже при скорости 100 Мбит/с полный цикл использования порядковых номеров составляет чуть больше 5 минут.

72

Сегмент SYN имеет установленный флаг SYN в заголовке — отсюда и его название.

73

Значение MSL, рекомендованное в RFC 793 "Transmission Control Protocol", составляет 2 минуты. Однако в реальных системах типичными значениями MSL являются 30 секунд, 1 или 2 минуты.

74

Эта информация представлена соответствующими структурами данных, называемыми TCB (Transmission Control Block). Как правило, коммуникационный узел, представляющий сетевой интерфейс для взаимодействующих процессов, хранит указатель на эти управляющие данные. Более подробно архитектура сетевых интерфейсов UNIX описана в следующих разделах.

75

На самом деле ситуация, скорее всего, окажется более печальной, поскольку хост А продолжит отправку последующих сегментов в пределах окна отправки, не дожидаясь подтверждений. Не получив подтверждения на второй сегмент, хост А по таймауту вынужден будет повторно передать все сегменты, начиная со второго. Более подробно мы рассмотрим этот аспект в разделе "Стратегии реализации TCP" далее в этой главе.

76

Легко вывести формулу изменения размера окна, предполагая, что время передачи данных от отправителя к получателю и обратно (Round Trip Time, RTT) гораздо больше времени передачи сегмента отправителем. Здесь параметр sz равен размеру сегмента (например, MSS):

cwnd0 = sz

cwnd1 = cwnd0 + (cwnd0/sz)*sz = 2*cwnd0

...

cwndn = 2*cwndn-1 = 2n*sz

77

Для простоты мы рассматриваем несимметричный виртуальный канал, в котором данные передаются в одну сторону, а управляющие сообщения (подтверждения, обновления окна и т.д.) передаются в обратную сторону. Эти рассуждения легко могут быть распространены и на случай полнодуплексного канала, когда каждая из сторон одновременно является и получателем и отправителем данных.

78

Поскольку скорость передачи определяется текущим окном, половина размера окна, сохраненная в ssthresh, определяет 1/2 скорости, при которой произошел затор.

79

Предполагается, что получатель подтверждает каждый сегмент. На самом деле это не так, и в этом случае приращение производится фактически на число подтвержденных сегментов.

80

Кроме прочего, благодаря такому подходу, достигается независимость основных компонентов распределенного приложения (клиента и сервера) не только от сетевой реализации, но и от типа операционных систем, под управлением которых они выполняются, и от языка программирования, на котором написаны сами компоненты. Скажем, сервер может быть создан в виде программы на языке С, выполняющейся пол управлением UNIX, в то время как в качестве клиента может выступать программа, разработанная на языке Pascal, выполняющаяся в среде Windows NT.

81

Более сложные среди распределенного программирования (например CORBA) лишены подобных ограничении и обладают рядом дополнительных возможностей, что позволяет с их помощью создавать сложные распределенные системы.

82

Даже при использовании надежных транспортных протоколов в случае аварийного завершения работы сервера требуются повторное установление связи (после продолжительного тайм-аута) и повторная передача. В этом случае семантика также меняется.

83

Заметим, что каждый интерфейс такого хоста-шлюза имеет собственный адрес, соответствующий той сети, к которой он непосредственно подключен. Например, для сетей с разделяемой средой передачи сетевая часть этого адреса равна адресу сети.

84

Вспомним, что IP-адрес состоит из двух частей — адреса сети и адреса хоста в этой сети. Для интерфейса, подключенного к разделяемой среде, каковой является большинство локальных сетей, существенным является лишь первая часть адреса-получателя, поскольку через этот интерфейс непосредственно доступны все хосты с данным адресом сети. Напротив, через сетевой интерфейс типа точка-точка непосредственный доступ осуществляется к единственному хосту, расположенному на другом конце канала, и, таким образом, необходимо определение полного адреса удаленного интерфейса.

85

Для определения соответствия между IP-адресами интерфейсов и их MAC-адресами используется протокол ARP (Address Resolution Protocol), позволяющий производить формирование адреса кадра уровня канала данных.

86

В семействе протоколов TCP/IP для этих целей служит протокол ICMP. Сообщения о перенаправлении маршрутов ICMP REDIRECT формируются IP-модулем шлюза и информируют IP-модули соседних хостов (шлюзов) о существовании более выгодного маршрута к данному адресату.

87

Возможность передачи на другой интерфейс определяется установкой соответствующего флага при конфигурации сетевой подсистемы (модуля IP). Например, в операционной системе SCO UNIX за это отвечает настраиваемый параметр ядра ip_forwarding.

88