Transport Layer Interface

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Transport Layer Interface（TLI、トランスポート層インタフェース）とは、1987年にAT&TのUNIX System V Release 3.0で提供されたネットワーク用APIであり[1]、Release 4 (SVR4) でもサポートが継続された[2]。

概要[編集]

BSDのソケットに対抗したSystem VのAPIである。TLIは後にThe Open Groupが XTI (X/Open Transport Interface) として標準化した[3]。実装は下位に位置するキャラクタ型入出力機構であるSTREAMSと密接に関連している。

当時、OSIプロトコルが TCP/IP に取って代わると予測されていたため、TLIはOSI参照モデルに準拠したプロトコルから独立した仕様になっており、OSIのトランスポート層に対応している[4]。XTI/TLIを使ったプログラムは、Transmission Control Protocol (TCP)、Xerox Network Systems (XNS)、Systems Network Architecture (SNA)、X.25、Asynchronous Transfer Mode (ATM) などOSI参照モデルの第4層の機能を提供する様々なトランスポート層プロバイダ上で動作可能である[5]。

APIとしてはソケットと同様の機能を提供しているが、ソケットがインターネット・プロトコル・スイートと密接に関連しているのに対し、XTI/TLIはプロトコルから独立している[6]。XTIは、連携するSTREAMSモジュール、ライブラリAPI、ヘッダファイル群、XTIプロセスの動作に関する規則や制限で構成されている[6]。

TLIとXTIはUNIX 98まではPOSIXソケットAPIよりも好まれ、広く使われていた[7]。TLIとXTIは、SolarisなどSVR4から派生したオペレーティングシステム (OS) やUNIXブランド (UNIX 95, UNIX 98, UNIX03 Single UNIX Specification) 準拠のOSでは今もサポートされている。また、Mac OSでもOpen Transportという名称で使われた。UNIX 95 (XPG4) と UNIX 98 (XPG5.2) ではXTIがサポート推奨APIとなっていた[7][5]。その後Single UNIX SpecificationにおいてSTREAMSを実装していないBSDやLinuxを考慮すべきだという議論が起き、UNIX 03ではSTREAMSとXTIをオプションとし、POSIXソケットをサポート推奨APIとした。

プロトコル独立性[編集]

XTI/TLIはプロトコルから独立している。しかし、どのプロトコルを使うかを指定する必要があるため、結局アプリケーションは使用するプロトコルについて知っている必要がある[8]。使用するプロトコルに関する知識もアプリケーションから排除するには、Network Selection Facilities を使用する。これはXTI/TLIライブラリ (libnsl) の一部となっている[9]。

XTI/TLI とソケットの比較[編集]

XTI/TLIとBSDソケットは似ているが、完全に同じというわけではなく、同じ役割の関数が異なる振る舞いをすることも多い。UNIX SVR3[10] とSVR4[4] ではTLIとソケットがSTREAMSのTransport Service Interfaceの上に実装されている。

下記の表はPOSIXでのXTIとソケットのインタフェースを比較したものである。

XTI/TLIインタフェース ソケットインタフェース 意味論的に同一か
t_open socket イエス。ただしt_openはオープン時にt_getinfoを実行可能
- socketpair -
t_getinfo - -
t_getprotaddr getsockname, getpeername イエス。しかしt_getprotaddrは対応する2つの機能を1つで実行可能
t_bind bind, listen イエス。ただしt_bindは対応する2つの機能を1回のコールで実施可能
t_optmgmt getsockopt, setsockopt イエス。ただしt_optmgmtはデフォルト値と調停値を取得できるのに対し、getsockoptとsetsockoptは現在値しか取得/更新できない。
t_unbind bind イエス。ソケットの場合AF_UNSPECを指定することでunbind相当になる。
t_close close イエス。ただし、t_closeでは常にアボート的切断になるのに対し、closeは終了を待ち合わせて解放することもある。
t_getstate - -
t_sync - -
t_alloc - -
t_free - -
t_look select, getsockopt selectとgetsockopt (SO_ERROR) はt_lockの全機能をカバーしていない。
t_error perror イエス。ただしXTIは通常のerrnoに追加的にt_errnoを使用し、トランスポート層のエラーだけでなくUNIXシステムのエラーも示すことができる。
t_strerror strerror イエス
t_connect connect t_connectの前にt_bindが必須である。
t_rcvconnect select t_rcvconnectは、selectでO_NONBLOCKを指定した場合と同等である。
t_listen, t_accept, t_snddis accept acceptは接続を拒否できないが、t_listenで受け付けた接続要求はその後のt_acceptで初めて許可され、t_snddisを使えば拒否できる。
t_snd, t_sndv send, sendto, sendmsg イエス。しかし t_snd と t_sndv はコネクションモードのトランスポートでのみ使用。
t_rcv, t_rcvv recv, recvfrom, recvmsg イエス。ただしt_rcvとt_rcvvはコネクションモードのトランスポートでのみ使用。
t_snddis close, shutdown t_snddisを発行後も接続要求をlistenし続けることができ、t_connectで接続を再確立することもできる。closeはソケットのファイル記述子を解放してしまう。通信を続ける場合、ソケットでは新たに接続を確立する準備をしなければならない。
t_rcvdis ENOTCONN, ECONNRESET, EPIPE, SIGPIPE イエス。ただし、ソケットではエラーまたはシグナルで通知。
t_sndrel, t_sndreldata shutdown イエス。しかしshutdownには通常解放時にデータを送信する機能はなく、t_sndreldataは通常解放時にデータを送信できる。t_sndrelは単にシャットダウンだけを行う。
t_rcvrel, t_rcvreldata - -
t_sndudata, t_sndvudata sendmsg イエス。しかしt_sndudataとt_sndvudataはコネクションレス・モードでのみ使用。
t_rcvudata, t_rcvvudata recvmsg イエス。しかしt_rcvudataとt_rcvvudataはコネクションレス・モードでのみ使用。
t_rcvuderr - -
read, write read, write XTI/TLIではread/writeを使用する前にtirdwrモジュールをSTREAMSにプッシュする必要がある。

ライブラリ関数には呼び出し順序の規定があるため、XTI/TLIは状態インジケータを使用しており、ソケットAPIにも同様の仕組みがある。ただし、ソケットのAPI関数は複数の状態で呼び出せることがあるのに対し、XTIのAPI関数は特定の状態でないと呼び出せないようになっている。

XTI/TLI非同期モード[編集]

XTI/TLIには非同期モードがあり、リアルタイム性が要求されるアプリケーションで利用できる。非同期モードでない場合、データを待ち続けてずっとブロックされる可能性がある。初期化の際に O_NONBLOCK というパラメータを指定すると非同期モードになる。その場合、接続要求、新規データ到着、タイムアウトなどのイベントを非同期にアプリケーションに通知する。

XTIでの改良点[編集]

XTIでTLIから改良した点として、エラーメッセージの追加、フロー制御のためのイベント追加、パラメータ指定の簡素化（オープンの際はデフォルトでリード・ライトとなるなど）がある。また、t_listenでずっとブロックしてしまうのを防ぐためqlenの値をチェックするようになった。さらにt_strerror()とt_getprotaddr()というインタフェースが追加された。

実装[編集]

XTI/TLIはUNIX System Vで実装されているが、Linux向けのOpenSS7などの実装例もある。

脚注[編集]

  1. ^ Goodheart 1994, p. 11
  2. ^ Goodheart 1994, p. 17
  3. ^ Stevens 1994, pp. 17–18
  4. ^ a b Goodheart 1994, pp. 519
  5. ^ a b XNS & 5
  6. ^ a b Goodheart 1994, p. 523
  7. ^ a b XNS & 5.2
  8. ^ Introduction to Networking Technologies IBM redbooks
  9. ^ Stevens 1990
  10. ^ Waite 1987, pp. 295–304

参考文献[編集]

  • Goodheart, Berny; James Cox (1994). The magic garden explained: the internals of UNIX System V Release 4, an open-systems design. Australia: Prentice Hall. ISBN 0-13-098138-9 
  • Open Group (February 1997). Networking Services (XNS) Issue 5. CAE Specification. XNS (5th ed.). Berkshire, U.K.: The Open Group. ISBN 1-85912-165-9. 
  • Open Group (January 2000). Networking Services (XNS) Issue 5.2. CAE Specification. XNS (5.2th ed.). Berkshire, U.K.: The Open Group. 
  • Nuss, Branko (January 2000). RTFM!!! Issue 5.2. CAE Specification. 1 (1.0 ed.). Akron, OH: Addison-Wesley. 
  • Pajari, George (1992) [1991]. Writing UNIX Device Drivers (2nd Printing ed.). Reading, MA: Addison-Wesley. ISBN 0-201-52374-4 
  • Santa Cruz Operation (1997). System V Application Binary Interface — Intel386 Architecture Processor Supplement (4th ed.). Santa Cruz, CA: The Santa Cruz Operation, Inc.. 
  • Santa Cruz Operation (1997). System V Application Binary Interface (4.1th ed.). Santa Cruz, CA: The Santa Cruz Operation, Inc.. 
  • Stevens, W. Richard (1990). UNIX Network Programming. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall. ISBN 0-13-949876-1 
  • Stevens, W. Richard (1993). Advanced Programming in the UNIX Environment (1st Edition, 15th Printing ed.). Reading, MA: Addison-Wesley. ISBN 0-201-56317-7 
  • Stevens, W. Richard (1994). TCP/IP Illustrated: the protocols. Reading, Mass.: Addison-Wesley. ISBN 0-201-63346-9 
  • Thomas, Rebecca; Lawrence R. Rogers, Jean L. Yates (1986). Advanced Programmers Guide to UNIX System V. Berkeley, CA: Osborne McGraw-Hill. ISBN 0-07-881211-9 
  • UNIX System Laboratories (1995). System V Application Binary Interface (4th ed.). Englewood Cliffs, N.J.: UNIX System Laboratories. 
  • Waite Group (1987). Mitchel Waite. ed. UNIX Papers (2nd Printing ed.). Indianapolis, IN: Howard W. Sams & Company. ISBN 0-672-22578-6 
  • Zucker, Steve; Kari Karhi (1995). System V Application Binary Interface—PowerPc Processor Supplement. Mountain View, CA: SunSoft. 

関連項目[編集]

外部リンク[編集]

7. アプリケーション層
6. プレゼンテーション層
5. セッション層
4. トランスポート層
3. ネットワーク層
2. データリンク層
1. 物理層
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