Внутреннее устройство Linux

•здесь можно узнать о самых серьезных проблемах;

•на этом сайте можно получить утилиту Nmap и другие ссылки на различные инструменты проверки сети на устойчивость к взломам. Это сайт намного более открыт и конкретен по сравнению с другими.

Если вас заинтересовала сетевая безопасность, следует узнать все о протоколе TLS (Transport Layer Security, защита (безопасности) транспортного уровня) и о его предшественнике — протоколе SSL (Secure Socket Layer, уровень защищенных сокетов). Сетевые уровни пространства пользователя обычно добавляются к сетевым клиентам и серверам для поддержки трансакций с помощью шифрования с открытым ключом и сертификатов. Хорошим руководством послужит книга Дейви (Davie) Implementing SSL/TLS Using Cryptography and PKI («Реализация протоколов SSL/TLS с применением криптографии и инфраструктуры открытых ключей», Wiley, 2011).

10.8. Заглядывая вперед

Если вам интересно попрактиковаться с какими-либо сложными сетевыми серверами, используйте веб-сервер Apache и почтовый сервер Postfix. В частности, сервер Apache легко установить, и большинство версий ОС содержит пакет поддержки. Если ваш компьютер расположен за брандмауэром или маршрутизатором с функцией NAT, можете экспериментировать с конфигурацией этого сервера сколько пожелаете, не беспокоясь о безопасности.

В последних главах книги мы плавно переходим из пространства ядра в пространство пользователя. Лишь немногие из утилит, рассмотренных в этой главе (например, tcpdump), взаимодействуют с ядром. В оставшейся части этой главы описано, каким образом сокеты заполняют разрыв между транспортным уровнем ядра и прикладным уровнем пространства пользователя. Этот материал более сложен и представляет особый интерес для программистов, поэтому можете спокойно его пропустить и, если желаете, перейти к следующей главе.

10.9. Сокеты: как процессы взаимодействуют с сетью

Сейчас мы «включим другую передачу» и посмотрим, как процессы выполняют работу по чтению данных из сети и записи данных в сеть. Достаточно просто выполняется чтение/запись для сетевых соединений, уже настроенных: для этого потребуются некоторые системные вызовы, о которых вы можете прочитать на страницах руководства recv(2) и send(2). С точки зрения процесса, возможно, самое важное — узнать, как ссылаться на сеть при использовании таких системных вызовов. В системах Unix процесс задействует сокет, чтобы идентифицировать, когда и как он «общается» с сетью. Сокеты являются интерфейсом, который процессы применяют для доступа к сети через ядро, они представляют собой границу между пространством пользователя и пространством ядра. Сокеты также часто используются для межпроцессного взаимодействия (IPC, Interprocess Communication).

Существуют разные типы сокетов, так как процессам необходимо получать доступ к сети по-разному. Например, TCP-соединения представлены сокетами потоков (SOCK_STREAM, с точки зрения программиста), а UDP-соединения — сокетами дейтаграмм (SOCK_DGRAM).

Настройка сетевого сокета может оказаться довольно сложной, так как вам необходимо учесть тип сокета, IP-адреса, порты и в некоторых случаях транспортный протокол. Однако, когда все начальные подробности приведены в порядок, серверы используют стандартные методы для работы с входящим сетевым трафиком.

Схема на рис. 10.1 показывает, сколько серверов обслуживают соединения от входящих сокетов потоков. Обратите внимание на то, что этот тип серверов затрагивает два типа сокетов: сокет прослушивания и сокет для чтения и записи. Основной процесс использует сокет прослушивания для поиска подключений от сети. Когда возникает новое подключение, основной процесс применяет системный вызов accept, чтобы принять подключение, создав при этом сокет чтения/записи, предназначенный для этого соединения. После этого основной процесс использует команду fork, чтобы создать новый дочерний процесс для работы с новым соединением. Наконец, исходный сокет остается в роли прослушивателя и продолжает поиск новых подключений от имени основного процесса.

Когда процесс настроит сокет определенного типа, он может взаимодействовать с ним подходящим для этого сокета способом. Именно это делает сокеты гибкими: если вам необходимо изменить лежащий в основе транспортный уровень, вам не потребуется переписывать все части кода, которые отвечают за отправку и получение данных; вам понадобится лишь изменить код инициализации.

Если вы программист и хотели бы изучить, как использовать интерфейс сокетов, то классическим руководством является 3-е издание книги У. Ричарда Стефенса (W. Richard Stephens), Билла Феннера (Bill Fenner) и Эндрю М. Рудоффа (Andrew M. Rudoff) Unix Network Programming, Volume 1 («Программирование для сетей Unix. Том 1», Addison-Wesley Professional, 2003). Во втором томе рассмотрено также межпроцессное взаимодействие.

Рис. 10.1. Один из методов принятия и обработки входящих соединений