SCTP 多宿主

Question

我一直在用 C 语言开发这个简单的客户端-服务器应用程序，其中客户端只是向服务器发送随机数据，而服务器只是监听客户端发送的内容。我使用的协议是 SCTP，我对如何实现多宿主功能感兴趣。

我一直在互联网上搜索有关 SCTP 和多宿主的信息，但找不到任何有关如何指示 SCTP 使用多个地址进行通信的示例。我只是设法找到了在尝试使用多宿主设置 SCTP 时应该使用哪些命令，它应该非常简单。

我创建了一个客户端和一个服务器，它们都使用我的计算机的两个 WLAN 接口作为连接点。两个适配器都连接到同一个 AP。服务器通过这些接口侦听来自客户端的数据，并且客户端通过它们发送数据。问题是，当我断开客户端正在向其发送数据的主 WLAN 适配器时，传输会在应该回退到辅助连接时停止。我使用 Wireshark 跟踪了数据包，第一个 INIT 和 INIT_ACK 数据包报告客户端和服务器都使用 WLAN 适配器作为通信链路。

当我重新连接主 WLAN 连接时，传输会在一段时间后继续，并向服务器突发大量数据包，这是不正确的。数据包应该通过辅助连接传输。在许多网站上，据说 SCTP 会自动在连接之间切换，但在我的例子中，这并没有发生。那么，你们是否知道为什么当主链路断开时，即使客户端和服务器知道彼此的地址（包括辅助地址），传输也不会回退到辅助连接？

关于服务器：

服务器创建一个 SOCK_SEQPACKET 类型套接字，并绑定通过 INADDR_ANY 找到的所有接口。 getladdrs 报告服务器绑定到 3 个地址（包括 127.0.0.1）。之后服务器监听套接字并等待客户端发送数据。服务器通过 sctp_recvmsg 调用读取数据。

关于客户端：

客户端还创建一个 SEQPACKET 套接字并连接到由命令行参数指定的 IP 地址。在这种情况下，getladdrs 也返回 3 个地址，就像服务器情况一样。之后客户端开始向服务器发送数据，延迟一秒，直到用户使用 Ctrl-C 中断发送。

这是一些源代码：

服务器：

#define BUFFER_SIZE (1 << 16)
#define PORT 10000   

int sock, ret, flags;
int i;
int addr_count = 0;
char buffer[BUFFER_SIZE];
socklen_t from_len;

struct sockaddr_in addr;
struct sockaddr_in *laddr[10];
struct sockaddr_in *paddrs[10];
struct sctp_sndrcvinfo sinfo;
struct sctp_event_subscribe event;  
struct sctp_prim prim_addr; 
struct sctp_paddrparams heartbeat;
struct sigaction sig_handler;

void handle_signal(int signum);

int main(void)
{
    if((sock = socket(AF_INET, SOCK_SEQPACKET, IPPROTO_SCTP)) < 0)
        perror("socket");

    memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    memset((void*)&event, 1, sizeof(struct sctp_event_subscribe));

    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    addr.sin_port = htons(PORT);

    from_len = (socklen_t)sizeof(struct sockaddr_in);

    sig_handler.sa_handler = handle_signal;
    sig_handler.sa_flags = 0;

    if(sigaction(SIGINT, &sig_handler, NULL) == -1)
        perror("sigaction");

    if(setsockopt(sock, IPPROTO_SCTP, SCTP_EVENTS, &event, sizeof(struct sctp_event_subscribe)) < 0)
        perror("setsockopt");

    if(setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(int))< 0)
        perror("setsockopt");

    if(bind(sock, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(struct sockaddr)) < 0)
        perror("bind");

    if(listen(sock, 2) < 0)
        perror("listen");

    addr_count = sctp_getladdrs(sock, 0, (struct sockaddr**)laddr);
    printf("Addresses binded: %d\n", addr_count);

    for(i = 0; i < addr_count; i++)
         printf("Address %d: %s:%d\n", i +1, inet_ntoa((*laddr)[i].sin_addr), (*laddr)[i].sin_port);

    sctp_freeladdrs((struct sockaddr*)*laddr);

    while(1)
    {
        flags = 0;

        ret = sctp_recvmsg(sock, buffer, BUFFER_SIZE, (struct sockaddr*)&addr, &from_len, NULL, &flags);

        if(flags & MSG_NOTIFICATION)
        printf("Notification received from %s:%u\n",  inet_ntoa(addr.sin_addr), ntohs(addr.sin_port));

        printf("%d bytes received from %s:%u\n", ret, inet_ntoa(addr.sin_addr), ntohs(addr.sin_port));      
    }

    if(close(sock) < 0)
        perror("close");
}   

void handle_signal(int signum)
{
    switch(signum)
    {
        case SIGINT:
            if(close(sock) != 0)
                perror("close");
            exit(0);
            break;  
        default: exit(0);
            break;
    }
}

和客户端：

#define PORT 10000
#define MSG_SIZE 1000
#define NUMBER_OF_MESSAGES 1000
#define PPID 1234

int sock;
struct sockaddr_in *paddrs[10];
struct sockaddr_in *laddrs[10];

void handle_signal(int signum);

int main(int argc, char **argv)
{
    int i;
    int counter = 1;
    int ret;
    int addr_count;
    char address[16];
    char buffer[MSG_SIZE];
    sctp_assoc_t id;
    struct sockaddr_in addr;
    struct sctp_status status;
    struct sctp_initmsg initmsg;
    struct sctp_event_subscribe events;
    struct sigaction sig_handler;

    memset((void*)&buffer,  'j', MSG_SIZE);
    memset((void*)&initmsg, 0, sizeof(initmsg));
    memset((void*)&addr,    0, sizeof(struct sockaddr_in));
    memset((void*)&events, 1, sizeof(struct sctp_event_subscribe));

    if(argc != 2 || (inet_addr(argv[1]) == -1))
    {
        puts("Usage: client [IP ADDRESS in form xxx.xxx.xxx.xxx] ");        
        return 0;
    }

    strncpy(address, argv[1], 15);
    address[15] = 0;

    addr.sin_family = AF_INET;
    inet_aton(address, &(addr.sin_addr));
    addr.sin_port = htons(PORT);

    initmsg.sinit_num_ostreams = 2;
    initmsg.sinit_max_instreams = 2;
    initmsg.sinit_max_attempts = 5;

    sig_handler.sa_handler = handle_signal;
    sig_handler.sa_flags = 0;

    if(sigaction(SIGINT, &sig_handler, NULL) == -1)
        perror("sigaction");

    if((sock = socket(AF_INET, SOCK_SEQPACKET, IPPROTO_SCTP)) < 0)
        perror("socket");

    if((setsockopt(sock, SOL_SCTP, SCTP_INITMSG, &initmsg, sizeof(initmsg))) != 0)
        perror("setsockopt");

    if((setsockopt(sock, SOL_SCTP, SCTP_EVENTS, (const void *)&events, sizeof(events))) != 0)
        perror("setsockopt");

    if(sendto(sock, buffer, MSG_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
        perror("sendto");

    addr_count = sctp_getpaddrs(sock, 0, (struct sockaddr**)paddrs);
    printf("\nPeer addresses: %d\n", addr_count);

    for(i = 0; i < addr_count; i++)
    printf("Address %d: %s:%d\n", i +1, inet_ntoa((*paddrs)[i].sin_addr), (*paddrs)[i].sin_port);

    sctp_freepaddrs((struct sockaddr*)*paddrs);

    addr_count = sctp_getladdrs(sock, 0, (struct sockaddr**)laddrs);
    printf("\nLocal addresses: %d\n", addr_count);

    for(i = 0; i < addr_count; i++)
    printf("Address %d: %s:%d\n", i +1, inet_ntoa((*laddrs)[i].sin_addr), (*laddrs)[i].sin_port);

    sctp_freeladdrs((struct sockaddr*)*laddrs);

    i = sizeof(status);
    if((ret = getsockopt(sock, SOL_SCTP, SCTP_STATUS, &status, (socklen_t *)&i)) != 0)
        perror("getsockopt");

    printf("\nSCTP Status:\n--------\n");
    printf("assoc id  = %d\n", status.sstat_assoc_id);
    printf("state     = %d\n", status.sstat_state);
    printf("instrms   = %d\n", status.sstat_instrms);
    printf("outstrms  = %d\n--------\n\n", status.sstat_outstrms);

    for(i = 0; i < NUMBER_OF_MESSAGES; i++)
    {
        counter++;
        printf("Sending data chunk #%d...", counter);
        if((ret = sendto(sock, buffer, MSG_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(struct sockaddr))) == -1)
            perror("sendto");

        printf("Sent %d bytes to peer\n",ret);

        sleep(1);
    }

    if(close(sock) != 0)
        perror("close");
}


void handle_signal(int signum)
{

    switch(signum)
    {
        case SIGINT:
            if(close(sock) != 0)
                perror("close");
            exit(0);
            break;  
        default: exit(0);
            break;
    }

}

那么你们知道我做错了什么吗？

Answer 1

好吧，我终于解决了多宿主问题。这就是我所做的。

我使用 sctp_paddrparams 结构将心跳值调整为 5000 毫秒。位于结构中的 flags 变量必须处于 SPP_HB_ENABLE 模式，否则 SCTP 在尝试使用 setsockopt() 设置值时会忽略心跳值。

这就是为什么 SCTP 没有按照我想要的频率发送心跳的原因。我没有注意到 flag 变量的原因是我正在阅读的 SCTP 参考指南已过时，其中指出结构内部不存在 flags 变量！较新的参考文献表明确实存在。这样心跳问题就解决了！

另一件事是修改 rto_max 值，例如 2000 ms 左右。降低该值会告诉 SCTP 更快地更改路径。默认值为 60 000 毫秒，该值太高（开始更改路径前 1 分钟）。 rto_max 值可以使用 sctp_rtoinfo 结构进行调整。

通过这两项修改，多宿主开始工作。哦，还有一件事。当服务器处于 SEQPACKET 模式时，客户端必须处于 STREAM 模式。客户端使用正常的 send() 命令将数据发送到服务器，服务器使用 sctp_recvmsg() 读取数据，其中 addr 结构设置为 NULL。

我希望这些信息可以帮助其他在 SCTP 多宿主问题上苦苦挣扎的人。各位朋友的意见，对我来说是很大的帮助！这是一些代码示例，因此如果您问我，这可能是网络中第一个多宿主简单示例（没有找到比多流示例更多的示例）

服务器：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <signal.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/sctp.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

#define BUFFER_SIZE (1 << 16)
#define PORT 10000   

int sock, ret, flags;
int i, reuse = 1;
int addr_count = 0;
char buffer[BUFFER_SIZE];
socklen_t from_len;

struct sockaddr_in addr;
struct sockaddr_in *laddr[10];
struct sockaddr_in *paddrs[10];
struct sctp_sndrcvinfo sinfo;
struct sctp_event_subscribe event;  
struct sctp_prim prim_addr; 
struct sctp_paddrparams heartbeat;
struct sigaction sig_handler;
struct sctp_rtoinfo rtoinfo;

void handle_signal(int signum);

int main(void)
{
    if((sock = socket(AF_INET, SOCK_SEQPACKET, IPPROTO_SCTP)) < 0)
        perror("socket");

    memset(&addr,       0, sizeof(struct sockaddr_in));
    memset(&event,      1, sizeof(struct sctp_event_subscribe));
    memset(&heartbeat,  0, sizeof(struct sctp_paddrparams));
    memset(&rtoinfo,    0, sizeof(struct sctp_rtoinfo));

    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    addr.sin_port = htons(PORT);

    from_len = (socklen_t)sizeof(struct sockaddr_in);

    sig_handler.sa_handler = handle_signal;
    sig_handler.sa_flags = 0;

    heartbeat.spp_flags = SPP_HB_ENABLE;
    heartbeat.spp_hbinterval = 5000;
    heartbeat.spp_pathmaxrxt = 1;

    rtoinfo.srto_max = 2000;

    /*Set Heartbeats*/
    if(setsockopt(sock, SOL_SCTP, SCTP_PEER_ADDR_PARAMS , &heartbeat, sizeof(heartbeat)) != 0)
        perror("setsockopt");

    /*Set rto_max*/
    if(setsockopt(sock, SOL_SCTP, SCTP_RTOINFO , &rtoinfo, sizeof(rtoinfo)) != 0)
        perror("setsockopt");

    /*Set Signal Handler*/
    if(sigaction(SIGINT, &sig_handler, NULL) == -1)
        perror("sigaction");

    /*Set Events */
    if(setsockopt(sock, IPPROTO_SCTP, SCTP_EVENTS, &event, sizeof(struct sctp_event_subscribe)) < 0)
        perror("setsockopt");

    /*Set the Reuse of Address*/
    if(setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(int))< 0)
        perror("setsockopt");

    /*Bind the Addresses*/
    if(bind(sock, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(struct sockaddr)) < 0)
        perror("bind");

    if(listen(sock, 2) < 0)
        perror("listen");

    /*Get Heartbeat Value*/
    i = (sizeof heartbeat);
    getsockopt(sock, SOL_SCTP, SCTP_PEER_ADDR_PARAMS, &heartbeat, (socklen_t*)&i);
    printf("Heartbeat interval %d\n", heartbeat.spp_hbinterval);

    /*Print Locally Binded Addresses*/
    addr_count = sctp_getladdrs(sock, 0, (struct sockaddr**)laddr);
    printf("Addresses binded: %d\n", addr_count);
    for(i = 0; i < addr_count; i++)
         printf("Address %d: %s:%d\n", i +1, inet_ntoa((*laddr)[i].sin_addr), (*laddr)[i].sin_port);
    sctp_freeladdrs((struct sockaddr*)*laddr);

    while(1)
    {
        flags = 0;

        ret = sctp_recvmsg(sock, buffer, BUFFER_SIZE, NULL, 0, NULL, &flags);

        if(flags & MSG_NOTIFICATION)
        printf("Notification received from %s:%u\n",  inet_ntoa(addr.sin_addr), ntohs(addr.sin_port));

        printf("%d bytes received from %s:%u\n", ret, inet_ntoa(addr.sin_addr), ntohs(addr.sin_port));      
    }

    if(close(sock) < 0)
        perror("close");
}   

void handle_signal(int signum)
{
    switch(signum)
    {
        case SIGINT:
            if(close(sock) != 0)
                perror("close");
            exit(0);
            break;  
        default: exit(0);
            break;
    }
}

客户端：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <signal.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/sctp.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ioctl.h>

#define PORT 11000
#define MSG_SIZE 1000
#define NUMBER_OF_MESSAGES 1000

int sock;
struct sockaddr_in *paddrs[5];
struct sockaddr_in *laddrs[5];

void handle_signal(int signum);

int main(int argc, char **argv)
{
    int i;
    int counter = 0;
    int asconf = 1;
    int ret;
    int addr_count;
    char address[16];
    char buffer[MSG_SIZE];
    sctp_assoc_t id;
    struct sockaddr_in addr;
    struct sctp_status status;
    struct sctp_initmsg initmsg;
    struct sctp_event_subscribe events;
    struct sigaction sig_handler;
    struct sctp_paddrparams heartbeat;
    struct sctp_rtoinfo rtoinfo;

    memset(&buffer,     'j', MSG_SIZE);
    memset(&initmsg,    0,   sizeof(struct sctp_initmsg));
    memset(&addr,       0,   sizeof(struct sockaddr_in));
    memset(&events,     1,   sizeof(struct sctp_event_subscribe));
    memset(&status,     0,   sizeof(struct sctp_status));
    memset(&heartbeat,  0,   sizeof(struct sctp_paddrparams));
    memset(&rtoinfo,    0, sizeof(struct sctp_rtoinfo))

    if(argc != 2 || (inet_addr(argv[1]) == -1))
    {
        puts("Usage: client [IP ADDRESS in form xxx.xxx.xxx.xxx] ");        
        return 0;
    }

    strncpy(address, argv[1], 15);
    address[15] = 0;

    addr.sin_family = AF_INET;
    inet_aton(address, &(addr.sin_addr));
    addr.sin_port = htons(PORT);

    initmsg.sinit_num_ostreams = 2;
    initmsg.sinit_max_instreams = 2;
    initmsg.sinit_max_attempts = 1;

    heartbeat.spp_flags = SPP_HB_ENABLE;
    heartbeat.spp_hbinterval = 5000;
    heartbeat.spp_pathmaxrxt = 1;

    rtoinfo.srto_max = 2000;

    sig_handler.sa_handler = handle_signal;
    sig_handler.sa_flags = 0;

    /*Handle SIGINT in handle_signal Function*/
    if(sigaction(SIGINT, &sig_handler, NULL) == -1)
        perror("sigaction");

    /*Create the Socket*/
    if((ret = (sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_SCTP))) < 0)
        perror("socket");

    /*Configure Heartbeats*/
    if((ret = setsockopt(sock, SOL_SCTP, SCTP_PEER_ADDR_PARAMS , &heartbeat, sizeof(heartbeat))) != 0)
        perror("setsockopt");

    /*Set rto_max*/
    if((ret = setsockopt(sock, SOL_SCTP, SCTP_RTOINFO , &rtoinfo, sizeof(rtoinfo))) != 0)
        perror("setsockopt");

    /*Set SCTP Init Message*/
    if((ret = setsockopt(sock, SOL_SCTP, SCTP_INITMSG, &initmsg, sizeof(initmsg))) != 0)
        perror("setsockopt");

    /*Enable SCTP Events*/
    if((ret = setsockopt(sock, SOL_SCTP, SCTP_EVENTS, (void *)&events, sizeof(events))) != 0)
        perror("setsockopt");

    /*Get And Print Heartbeat Interval*/
    i = (sizeof heartbeat);
    getsockopt(sock, SOL_SCTP, SCTP_PEER_ADDR_PARAMS, &heartbeat, (socklen_t*)&i);

    printf("Heartbeat interval %d\n", heartbeat.spp_hbinterval);

    /*Connect to Host*/
    if(((ret = connect(sock, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(struct sockaddr)))) < 0)
    {
        perror("connect");
        close(sock);
        exit(0);
    }

    /*Get Peer Addresses*/
    addr_count = sctp_getpaddrs(sock, 0, (struct sockaddr**)paddrs);
    printf("\nPeer addresses: %d\n", addr_count);

    /*Print Out Addresses*/
    for(i = 0; i < addr_count; i++)
        printf("Address %d: %s:%d\n", i +1, inet_ntoa((*paddrs)[i].sin_addr), (*paddrs)[i].sin_port);

    sctp_freepaddrs((struct sockaddr*)*paddrs);

    /*Start to Send Data*/
    for(i = 0; i < NUMBER_OF_MESSAGES; i++)
    {
        counter++;
        printf("Sending data chunk #%d...", counter);

        if((ret = send(sock, buffer, MSG_SIZE, 0)) == -1)
            perror("write");

        printf("Sent %d bytes to peer\n",ret);

        sleep(1);
    }

    if(close(sock) != 0)
        perror("close");
}


void handle_signal(int signum)
{
    switch(signum)
    {
        case SIGINT:
            if(close(sock) != 0)
                perror("close");
            exit(0);
            break;  
        default: exit(0);
            break;
    }
}

Answer 2

您的客户端通过使用 sendto() 调用打开关联。没关系。
但之后你不应该再使用 sendto() 。因为 sendto() 可能会强制 SCTP 使用给定 IP 的接口。
因此，使用 write() 或 send() 而不是 sendto()：

counter++;
printf("Sending data chunk #%d...", counter);

if((ret = write(sock, buffer, MSG_SIZE) == -1)
    perror("write");

Answer 3

我从未尝试过 SCTP，但根据 this 网站它支持两种模式。

一对一风格和一对多风格。

据我了解，多宿主适用于一对一的风格。

为了打开一对一样式的套接字，您需要像这样的调用：

connSock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_SCTP );

请注意，SOCK_STREAM 与您的 SOCK_SEQPACKET 不同

当您这样做时，

sock = socket(AF_INET, SOCK_SEQPACKET, IPPROTO_SCTP)

它似乎打开了一对一-许多风格的套接字，我无法理解它是否支持多宿主。

因此，请尝试使用 SOCK_STREAM 参数来编写代码。

另外这里是一个使用SOCK_STREAM。