Slides 16 Unix 4 Kommunikacio

8/3/2019 Slides 16 Unix 4 Kommunikacio

1/18

BME MIT Opercis rendszerek 2011. tavasz

UNIX folyamatok kommunikcija 1 / 18

UNIX folyamatok kommunikcija

kiegszt flik az eladsokhoz

Mszros Tamshttp://home.mit.bme.hu/~meszaros/

Budapesti Mszaki s Gazdasgtudomnyi Egyetem

Mrstechnika s Informcis Rendszerek Tanszk
http://home.mit.bme.hu/~meszaros/http://home.mit.bme.hu/~meszaros/


2/18



Az elz rszekben trtnt...

A kernel

felgyeli a folyamatokat, menedzseli az erforrsokat elklnti egymstl a folyamatokat (mindenkinek sajt virtulis gp)

rteges, modulris felpts

a folyamatok a kernellel rendszerhvsokon keresztl kommuniklnak

A folyamatok a felhasznli programok futs alatt ll pldnyai

UNIX alatt szl-gyerek kapcsolatban llnak egymssal

A kommunikci elmlete

kzs memrin keresztl, zenetekkel, tvoli eljrshvs (RPC) erforrsok vdelme, kritikus szakasz, szemafor

blokkol (szinkron), nem blokkol (aszinkron)


3/18



A kommunikci (alap)csatorni az elads tmja

Jelzsek esemnyek keltse s kezelse

Csvezetkek FIFO kommunikci a rokonsgon bell s kvl

Szemaforok

zenetsorok diszkrt, tpusos zenetek folyamatok kztt

Osztott memria azonos fizikai memriaterlet hasznlata tbb folyamatban

hlzati (socket) kommunikci

Tvoli eljrshvs UNIX mdra


4/18



UNIX jelzsek

Cl: egy folyamat (vagy folyamatcsoport)

rtestse a kernelben, ms folyamatokban, valamint nmagbanbekvetkezett esemnyekrl

szinkronizlsa ms folyamatokhoz (ma mr van jobb megolds)

Jelzs tpusa (SIGINT, SIGCHLD, SIGKILL, lsd: kill l)

rendszer: kivtelek (pl. hibk), kvta, riaszts, rtests (egy gyerek lellt) felhasznli: emberek (ctrl + c, ctrl + z), folyamatok (tetszleges cllal)

A mkds ttekintse jelzst keltse (rendszerhvs vagy valamilyen esemny bekvetkezse)

a kernel rtesti a cmzetteket a jelzsrl a cmzett egy jelzskezel eljrsban fogadja a jelzst

Problmk a megvalstssal a kelts s a kzbests idben sztvlik (akr elg messze is)

sokfle implementci, nmelyik nem tl megbzhat (elveszhet jelzs)


5/18



Jelzsek keltse s kezelse

Jelzsek keltse (folyamat ltal)#include /* kill() */

kill(pid, SIGUSR1); /* jelzs kldse */

Jelzsek kezelse tbbfle kezelsi eljrs lehetsges, bizonyos keretek kztt llthat

Core: core dump s lellts (exit()) Term: lellts (exit())

Ign: figyelmen kvl hagys

Stop: felfggeszts

Cont: visszatrs a felfggesztett llapotbl (vagy ignore)

az alkalmazs sajt kezelfggvnyt is megadhatsignal(SIGALRM, alarm); /* kezelfggvny belltsa */

void alarm(int signum) { ... } /* a kezelfggvny */

a jelzs tpustl fgg, hogy a fentiek kzl mi az alaprtelmezett, illetveminek a belltsa engedlyezett

pl. a SIGKILL nem hagyhat figyelmen kvl s nem definilhat rjelzskezel fggvny


6/18



UNIX jelzsek: pldk

#include /* signal(), kill() */

#include /* getpid() */#include /* pid_t */

pid_t pid = getpid(); /* sajt PID */

kill(pid, SIGSTOP); /* STOP jelzs kldse */

Ekvivalens parancssori utasts: kill -STOP

signal(SIGCLD, SIG_IGN); /* nem foglalkozunk a gyerekekkel */

signal(SIGINT, SIG_IGN); /* nem foglalkozunk a ctrl+c jelzssel */

signal(SIGINT, SIG_DFL); /* alaprtelmezett kezel belltsa */

signal(SIGALRM, alarm); /* jelzskezel fggvny belltsa */

void alarm(int signum) { ... } /* az eljrs */

alarm(30); /* alkalmazs: ALARM jelzs 30mp mlva */


7/18



man -s 7 signal (rszlet)

Signal Value Action Comment

SIGHUP 1 Term Hangup detected on controlling terminal

or death of controlling process

SIGINT 2 Term Interrupt from keyboard

SIGQUIT 3 Core Quit from keyboard

SIGILL 4 Core Illegal Instruction

SIGABRT 6 Core Abort signal from abort(3)

SIGFPE 8 Core Floating point exceptionSIGKILL 9 Term Kill signal

SIGSEGV 11 Core Invalid memory reference

SIGPIPE 13 Term Broken pipe: write to pipe with no

readers

SIGALRM 14 Term Timer signal from alarm(2)

SIGTERM 15 Term Termination signal

SIGUSR1 30,10,16 Term User-defined signal 1SIGUSR2 31,12,17 Term User-defined signal 2

SIGCHLD 20,17,18 Ign Child stopped or terminated

SIGCONT 19,18,25 Cont Continue if stopped

SIGSTOP 17,19,23 Stop Stop process

SIGTSTP 18,20,24 Stop Stop typed at tty

SIGTTIN 21,21,26 Stop tty input for background process

SIGTTOU 22,22,27 Stop tty output for background process


8/18



UNIX csvezetkek: pipe()

Cl: folyamatok kztti adattvitel ( ls -la | more)

Jellemzk csak szl-gyerek (leszrmazott, testvr) viszonylatban

adatfolyam (nincs zenethatr, tipizls)

egyirny adatfolyam (r olvas) (tbb r s olvas is lehet!)

limitlt kapacits: pl. 4k (Linux < 2.6.11, 65k (Linux >= 2.6.11)

A megvalsts egy folyamat ltrehoz egy csvezetket (pipe())

a kernel ltrehozza az adatstruktrkat s olvassi/rsi lerkat ad vissza

(a folyamat tovbbadja a lerkat a gyerekeinek) a lerk segtsgvel kommuniklnak a folyamatok (read(), write())

Korltok, problmk nincs cmzs, tipizls, zenethatr

csak a rokonsgban mkdik


9/18



UNIX elnevezett csvezetkek (named pipe, FIFO)

Az egyszer csvezetkek legkomolyabb problmjnak megoldsa

fggetlen folyamatok kommunikcija avagy egy mr ltez csvezetk elrse egy msik folyamat ltal

Jellemzk nem csak szl-gyerek viszonylatban alkalmazhat

ugyangy mkdik, mint a csvezetk a ltrehozs a fjlrendszer segtsgvel trtnik

lehetsges a ktirny kommunikci (megnyits olvassra s rsra)

Plda: kommunikci az init folyamattal

a fjlrendszerben lthat a csvezetk:prw------- 1 root root 0 Jan 1 12:38 /dev/initctl

(a fjlrendszerrel kapcsolatos rszletek ksbb)


10/18



UNIX System V IPC

Cl: folyamatok kztti szabvnyos, egysges kommunikci

adattvitel szinkronizci

Kzs alapok (fogalmak) erforrs: a kommunikci eszkze (l. lentebb)

kulcs: azonost az erforrs elrshez (egy 32 bites szm) kzs kezelfggvnyek: *ctl(), *get( kulcs )

jogosultsgi rendszer: ltrehoz, tulajdonos s csoportjaik

a szoksos hozzfrs-szablyozsi rendszer (felhasznl, csoport, msok)

Erforrsok szemaforok

zenetsorok bvebb inf: man svipc man ipc

osztott memria


11/18



UNIX System V IPC: szemaforok

Cl: folyamatok kztti szinkronizci

P() s V() opertorok szemaforcsoportok kezelse

Hasznlatsem_id = semget(kulcs, szm, opcik);

adott szm szemaforhoz nyjt hozzfrst (adott kulccsal s opcikkal)(a tnyleges ltrehozs s az egyszer hivatkozs az opcikban vlik szt)

az ops struktrban lert mveletek vgrehajtsa (rszletek: man semop):status = semop(sem_id, ops, ops_mret);

egyszerre tbb mvelet, tbb szemaforon is vgrehajthat blokkol s nem blokkol P() operci is lehetsges

egyszer tranzakcikezelsre is van lehetsg


12/18



UNIX System V IPC: zenetsorok

Cl: folyamatok kztti adattvitel

diszkrt, tipizlt zenetek nincs cmzs, zenetszrs

Hasznlatmsgq_id = msgget(kulcs, opcik);

adott kulcs zenetsorhoz nyjt hozzfrst (adott opcikkal)(a tnyleges ltrehozs s az egyszer hivatkozs az opcikban vlik szt)

zenetklds (az msg tartalmaz egy tpus azonostt is):msgsnd(msgq_id, msg, mret, opcik);

vtel: msgrcv(msgq_id, msg, mret, tpus, opcik);

a tpus (egsz szm) belltsval szrst valsthatunk meg= 0 a kvetkez zenet (tetszleges tpus)> 0 a kvetkez adott tpus zenet< 0 a kvetkez zenet, amelynek a tpusa kisebb vagy egyenl


13/18



UNIX System V IPC: osztott memria

Cl: folyamatok kztti egyszer s gyors adattvitel

a kernel helyett kzvetlen adattviteli csatorna (osztott memria rgi) a fizikai memria elklntett rsze, amely kzsen hasznlhat

Hasznlatshm_id = shmget(kulcs, mret, opcik);

adott kulcs osztott nyjt hozzfrst (adott opcikkal)(a tnyleges ltrehozs s az egyszer hivatkozs az opcikban vlik szt)

hozzrendels sajt virtulis cmtartomnyhoz:

vltoz = (tpus) shmat(...);

az adott vltozt hozzktjk a visszakapott cmhez

lecsatols: shmdt(cm);

a klcsns kizrst meg kell valstani (pl. szemaforokkal)

O 2011


14/18



UNIX hlzati (socket) kommunikci

Cl: cmzssel s protokollokkal tmogatott adattvitel

tetszleges folyamatok kztt kliens szerver architektrban tbbfle clra (folyamatok kztti s gpek kztti hlzati komm.)

sokfle protokollt tmogat

tbbfle cmzs

Fogalmak hlzati csatol avagy azonost (socket): a kommunikci vgpontja

IP cm s portszm (l. hlzatok)

Hasznlat sfd = socket(domn, tpus, protokoll);szerver:

bind(sfd, cm, ...);kliens: connect(sfd, cm, ...);szerver: listen(sfd, sor_mrete);szerver: accept(sfd, cm, ...);send(sfd, zenet, ...);recv(sfd, zenet, ...);

shutdown(sfd);

BME MIT O i d k 2011 t


15/18



Kliens s szerver programok vza

Kliens program

socket()

connect()

send()

recv()close()

Szerver program

sfd1 = socket()

bind(sfd1)

listen(sfd1)

while

sfd2 = accept(sfd1)

fork()

szl: vissza a ciklusbagyerek: recv(sfd2)

send(sfd2)close(sfd2)

exit()



16/18



(Sun) RPC (tvoli eljrshvs)

A socket kommunikcira pl elosztott rendszer infrastruktra

Cl: folyamatok kztti magas szint kommunikci

tvoli eljrsok meghvsa (msik folyamatban, akr msik gpen)

programozi tmogats: interfsz lers + programgenerls

Fogalmak RPC nyelv: a hvhat eljrsok s tpusaik (interfsz) lersa

azonostk: a lersban megadott egyedi szmok (program, eljrs)

portmapper: a programazonostk s a hlzati portok sszerendelse

rpcgen: a lersbl C programkdot generl program

A Sun RPC technolgia rszei interfsz lers

programgenertor

kommunikcis infrastruktra



17/18



RPC interfsz lers s programgenertor

RPC nyelv (plda: date.x)

program DATE_PROG {

version DATE_VERS {

long BIN_DATE(void) = 1; /* eljrs azon. = 1 */

string STR_DATE(long) = 2; /* eljrs azon. = 2 */

} = 1; /* verziszm = 1 */

} = 0x31234567; /* program azon. = 0x31234567 */

Kdgenertor: rpcgen

rpcgen date.x eredmnyei

date.h: adattpusok deklarcija

date_clnt.c: a kliens kdjban felhasznlhat date_... fggvnyek date_srv.c: a szerver date implementcijt meghv fggvnyek

()

BME MIT Opercis rends erek 2011 ta as


18/18



sszefoglals: a folyamatok kztti kommunikci

Klasszikus kommunikcis formk:

Jelzsek (signal) Csvezetkek (pipe)

FIFO (elnevezett csvezetk, named pipe)

System V IPC Szemaforok zenetsorok

Osztott memria

(nem csak) Hlzati kommunikci hlzati csatol (socket) kommunikci

Sun RPC tvoli eljrshvs UNIX mdra

Slides 16 Unix 4 Kommunikacio

Documents

Transcript of Slides 16 Unix 4 Kommunikacio