编写完成端口网络服务器的一些说明 (1)
1. AcceptEx:
BOOL
PASCAL FAR
AcceptEx (
IN SOCKET sListenSocket,
IN SOCKET sAcceptSocket,
IN PVOID lpOutputBuffer,
IN DWORD dwReceiveDataLength,
IN DWORD dwLocalAddressLength,
IN DWORD dwRemoteAddressLength,
OUT LPDWORD lpdwBytesReceived,
IN LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
用来发起一个异步的调用, 接受客户端将要发出的连接请求. 与 accept 不同的是, 你必须先手动创建一个 socket 提供给 AcceptEx, 用来接受连接 ( accept 是内在地创建一个 socket 接受连接, 并返回值 ). 而且, accept 创建的 socket 会自动继承监听 socket 的属性, AcceptEx 却不会. 因此如果有必要, 在 AcceptEx 成功接受了一个连接之后, 我们必须调用:
setsockopt( hAcceptSocket, SOL_SOCKET, SO_UPDATE_ACCEPT_CONTEXT, ( char* )&( hListenSocket ), sizeof( hListenSocket ) );
来做到这一点.
AcceptEx 允许在接受连接的同时接收对方发来的第一组数据, 这当然是出于性能的考虑. 但是这时候 AcceptEx 最少要接收到一个字节的数据才会返回, 一旦碰到恶意连接它就永远不会返回了. 关闭这项功能的方式是: 把参数 dwReceiveDataLength 至为 0, 打开则相反. 当然了, 如果一定要启用这个功能, 我们也有防御的办法. 启动一个线程定时地检测每一个 AcceptEx 是否已经连接, 连接时间为多久, 以此判断对方是否是恐怖分子:
int iSecs;
int iBytes = sizeof( int );
getsockopt( hAcceptSocket, SOL_SOCKET, SO_CONNECT_TIME, (char *)&iSecs, &iBytes );
iSecs 为 -1 表示还未建立连接, 否则就是已经连接的时间.
调用 AcceptEx 的方式:
#include <Mswsock.h> // for WSAID_ACCEPTEX
typedef BOOL ( WINAPI * PFNACCEPTEX ) ( SOCKET, SOCKET, PVOID, DWORD, DWORD, DWORD, LPDWORD, LPOVERLAPPED );
PFNACCEPTEX pfnAcceptEx;
DWORD dwBytes;
GUID guidAcceptEx = WSAID_ACCEPTEX;
::WSAIoctl( hListenSocket, SIO_GET_EXTENSION_FUNCTION_POINTER, &guidAcceptEx, sizeof( guidAcceptEx ), &pfnAcceptEx, sizeof( pfnAcceptEx ), &dwBytes, NULL, NULL );
DWORD uAddrSize = sizeof( SOCKADDR_IN ) + 16;
DWORD uDataSize = 0;
BOOL bRes = pfnAcceptEx( hListenSocket, hAcceptSocket, buffer, uDataSize, uAddrSize, uAddrSize, &uAddrSize, ( LPWSAOVERLAPPED )overlapped );
其中, buffer 和 overlapped 要根据你自己的用途来定了, 这里只是拿来充数.
一旦 AcceptEx 调用完成 ( 通过完成端口通知你 ), 接下来的步骤就是 1. 上面讲的 SO_UPDATE_ACCEPT_CONTEXT;
2. 将 hAcceptSocket 绑定到完成端口.
2. TransmitFile
TransmitFile 顾名思义是用来进行文件传输的函数, 全自动无需干涉的. 在 Win NT 专业版/家庭版上无法发挥全部性能. 在这里只讨论它的一个功能: 关闭一个 SOCKET 并再次初始化它. 创建一个 SOCKET 是很耗时的, 因此这么做可以节约大量时间:
#include <Mswsock.h> // for WSAID_TRANSMITFILE
typedef BOOL ( WINAPI * PFNTRANSMITFILE ) ( SOCKET, HANDLE, DWORD, DWORD, LPOVERLAPPED, LPTRANSMIT_FILE_BUFFERS, DWORD );
PFNACCEPTEX pfnTransmitFile;
DWORD dwBytes;
GUID guidTransmitFile = WSAID_TRANSMITFILE;
::WSAIoctl( hListenSocket, SIO_GET_EXTENSION_FUNCTION_POINTER, &guidTransmitFile,
sizeof( guidTransmitFile ), &pfnTransmitFile,
sizeof( pfnTransmitFile ), &dwBytes, NULL, NULL );
pfnTransmitFile( hAcceptSocket, NULL, 0, 0, NULL, NULL, TF_DISCONNECT | TF_REUSE_SOCKET );
经过这个函数处理的 SOCKET 可以作为接受连接的 socket 提交给 AcceptEx 再次使用. 当这样的 socket 接受连接成功后, 如果往完成端口上绑定会出错 - 因为上次接受连接成功时已经绑定过了, 这个错误可以忽略.
3. FD_ACCEPT
即使我们在程序启动时发起了再多的 AcceptEx , 也有可能碰到数目不够用户连不上来的情况. 在 Win2000 或更高版本的系统上, 我们可以通过 WSAEventSelect 注册一个 FD_ACCEPT 事件. 当 AcceptEx 数目不足以应付大量的连接请求时, 这个事件会被触发. 于是我们就可以发出更多的 AcceptEx, 而且我们还可以抽空辨别一下 AcceptEx 为什么这么快就用光了, 是不是碰上攻击者了( 辨别方法见上文所述 ) ?
HANDLE hAcceptExThreadEvent = ::CreateEvent( NULL, TRUE, FALSE, _T("AcceptExThreadEvent") );
::WSAEventSelect( hListenSocket, hAcceptExThreadEvent, FD_ACCEPT );
DWORD WINAPI AcceptExThread( LPVOID lpParameter )
{
// 负责保证有足够多的 AcceptEx 可以接受连接请求的线程
for( UINT i = 0; i < 10; i ++ ) // 程序启动时发起的 AcceptEx
{
pfnAcceptEx( hListenSocket, ... );
}
while( TRUE )
{
DWORD dwRes = ::WaitForSingleObject( hAcceptExThreadEvent, INFINITE );
if( dwRes == WAIT_FAILED )
{
break;
}
::ResetEvent( hAcceptExThreadEvent );
if( m_sbWaitForExit )
{ // 当然, 退出线程也是这个 Event 通知
break;
}
pfnAcceptEx( hListenSocket, ... );
//
// ... 在此检查是否被攻击
//
}
return 0;
}
要说明的是, WSAEventSelect() 所需的 WSAEVENT 和 CreateEvent() 所创建的 EVENT 是通用的.
4. WSASend 和 WSARecv
默认情况下, 每一个 socket 在系统底层都拥有一个发送和接收缓冲区.
我们发送数据时, 实际上是把数据复制到发送缓冲区中, 然后 WSASend 返回. 但是如果发送缓冲区已经满了, 那么我们在 WSASend 中指定的缓冲区就会被锁定到系统的非分页内存池中, WSASend 返回 WSA_IO_PENDING. 一旦网络空闲下来, 数据将会从我们提交的缓冲区中直接被发送出去, 与 " 我们的缓冲区->发送缓冲区->网络 " 相比节省了一次复制操作.
WSARecv 也是一样, 接收数据时直接把接收缓冲区中的数据复制出来. 如果接收缓冲区中没有数据, 我们在 WSARecv 中指定的缓冲区就会被锁定到系统的非分页内存池以等待数据, WSARecv 返回 WSA_IO_PENDING. 如果网络上有数据来了, 这些数据将会被直接保存到我们提供的缓冲区中.
如果一个服务器同时连接了许多客户端, 对每个客户端又调用了许多 WSARecv, 那么大量的内存将会被锁定到非分页内存池. 锁定这些内存时是按照页面边界来锁定的, 也就是说即使你 WSARecv 的缓存大小是 1 字节, 被锁定的内存也将会是 4k. 非分页内存池是由整个系统共用的, 如果用完的话最坏的情况就是系统崩溃. 一个解决办法是, 使用大小为 0 的缓冲区调用 WSARecv. 等到调用成功时再换用非阻塞的 recv 接收到来的数据, 直到它返回 WSAEWOULDBLOCK 表明数据已经全部读完. 在这个过程中没有任何内存需要被锁定, 但坏处是效率稍低.
详见: <<Windows 网络编程(第二版)>> 第六章
下载: http://www.guxiang.com/epubcn/readings/diannaotushu/500/download/1107/network_prog_for_win_2nd.zip
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