Разработка сетевых приложений

сетевых приложений
Появились в BSD 4.4
Работа как с файлом
Создать
Открыть (привязать

к адресу, соединить)
Чтение
Запись

- протокол

рамках кластера
…
Область видимости сокета называется доменом
Домен Интернет INET
Домен Unix

UNIX
…

Интернет
Семейство протоколов и адресов Интернет (PF_INET, AF_INET)
Протокол TCP
Протокол UDP
Домен

сокетов IPX
семейство протоколов и адресов IPX (PF_IPX,AF_IPX )
Протокол IPX
Протокол SPX

0
#define AF_UNIX 1

/* Unix domain sockets */
#define AF_LOCAL 1 /* POSIX name for AF_UNIX */
#define AF_INET 2 /* Internet IP Protocol */
#define AF_AX25 3 /* Amateur Radio AX.25 */
#define AF_IPX 4 /* Novell IPX */
#define AF_APPLETALK 5 /* AppleTalk DDP */
#define AF_NETROM 6 /* Amateur Radio NET/ROM */
#define AF_BRIDGE 7 /* Multiprotocol bridge */
#define AF_ATMPVC 8 /* ATM PVCs */
#define AF_X25 9 /* Reserved for X.25 project */
#define AF_INET6 10 /* IP version 6 */
#define AF_ROSE 11 /* Amateur Radio X.25 PLP */
#define AF_DECnet 12 /* Reserved for DECnet project */
#define AF_NETBEUI 13 /* Reserved for 802.2LLC project*/
#define AF_SECURITY 14 /* Security callback pseudo AF */
#define AF_KEY 15 /* PF_KEY key management API */
#define AF_NETLINK 16
#define AF_ROUTE AF_NETLINK /* Alias to emulate 4.4BSD */
#define AF_PACKET 17 /* Packet family */
#define AF_ASH 18 /* Ash */
#define AF_ECONET 19 /* Acorn Econet */

доставка данных
Транспортный протокол TCP или аналогичный
Тип SOCK_STREAM
Сокеты не ориентированные на

соединения
Дейтаграмный сокет
Негарантированная, ненадежная, быстрая доставка данных
Транспортный протокол UDP (или аналогичный)
Тип SOCK_DGRAM
Низкоуровневый сокет
Доступ к низкоуровневым протоколам Интернет
IP
ICMP
IGMP
Заголовкам транспортных протоклов
SOCK_RAW
Доступен только администратору

int type, int protocol);
int fd = socket(PF_INET,SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)

адреса конечной точки коммуникации
IP – сетевой адрес
TCP – порт
Тип и

формат адреса зависит от протокола
Для сокетов разных семейств протоколов и адресов необходимо указывать свои параметры

сокет, который привязывается
my_addr – указатель на структуру данных адреса, зависящая

от протокола
Addrlen – размер структуры (области памяти)

sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET

*/
u_int16_t sin_port; /* port in network byte order */
struct in_addr sin_addr; /* internet address */
};

/* Internet address. */
struct in_addr {
u_int32_t s_addr; /* address in network byte order */
};
Все числовые значения адресов должны быть в «сетевом порядке битов»

все представление данных должно быть одинаковым для всех машин
Разные аппаратные

платформы по разному представляют целые числа
Необходимы функции преобразования сетевого порядка битов в порядок битов машины и наоборот
ntohs() – short от сетевого порядка к порядку хоста
ntohl() - long от сетевого порядка к порядку хоста
htons() - short от порядка хоста к сетевому порядку
htonl() - long от порядка хоста к сетевому порядку

//10.25.5.11;
unsigned long ip_addr_net = htonl(ip_addr_host );
// 0x1105190A
unsigned short tcp_port_host=22;
// 0x0016
unsigned

short tcp_port_net=htons(tcp_port_host);
//0x1600

addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = tcp_port_net;
addr.s_addr = ip_addr_net;

bind(sock_fd, &addr, sizeof(addr));

Преобразование строки в ip адрес
Функция inet_addr()
unsigned long xaddr = inet_addr

(“10.25.0.11”);
Служба доменных имен
Преобразование имени машины в ip адрес

*gethostbyname(const char *name);

struct hostent {

char *h_name; /* official name of host */
char **h_aliases; /* alias list */
int h_addrtype; /* host address type */
int h_length; /* length of address */
char **h_addr_list; /* list of addresses */
};

Пример

struct hostent *hp = gethostbyname(“cluster.univ.kiev.ua”);

memcpy ((char *) &addr.sin_addr, (char *) hp->h_addr, hp->h_length);

которым он соединен
Обязательно для передачи данных через сокеты ориентированные на

соединение
Режим прослушивания
Сокет ожидает приема соединений
Обязательно для серверных сокетов, ориентированных на соединение
Режим приема соединения
Сокет в режиме прослушивания возвращает соединенный с клиентом сокет
Используется серверными сокетами

протоколов ориентированных на соединение – обязательно
После соединения можно передавать и

принимать данные из сокета

указанный сокет с указанным адресом
sid – сокет
Addr – заполненная структура

адреса
len – размер структуры
connect(sid,(sockaddr*)&addr,len);

соединения
Используется специальный режим сокета LISTEN
Сокету должен быть назначен адрес
Должна быть

вызвана функция listen()
int listen(int socket_fd, int max_backlog)
socket_fd – сокет, который переводится в режим прослушивания
max_backlog – максимальное количество входных соединений, которые ожидают на прием

то серверный сокет должен их принять
После приема возвращается новый сокет,

соединенный с клиентским
Серверный сокет продолжает слушать
Фунция accept()
int new_sock = accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
s – сокет, на которое поступило соединение
addr – адрес и протокол партнера по соединению
addrlen – длина адреса

передача данных в обоих направлениях

Прием – функция read() или recv()
ssize_t

read(int fd, void *buf, size_t count);
fd – дескриптор сокета
buf – указатель начала данных в памяти
count – количество байт данных для передачи

Передача данных – write() recv()
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
fd – дескриптор сокета
buf – указатель начала области памяти, куда писать данные
count – количество байт данных для приема

recv()

же названием, но более простые в использовании

sock_1 sock_listen(PF_INET, SOCK_STREAM);
try {

if(sock_listen.bind(NULL,34567)<0) throw "bind error";
int fd;
if((fd = sock_listen.accept(NULL,NULL)) < 0 ) throw "accept error";
sock_1 sock_connected(fd);
char message[4096];
int len = sock_connected.read(message,4096);
cout << "CLIENT SENT "< sock_connected.write(message,len);
} catch(char * er){
cerr < return -1;
}
return 0;
}

sock_1 connect_sock(PF_INET,SOCK_STREAM);
try {

if(connect_sock.connect("cluster.univ.kiev.ua",34567)<0) throw "connect";
char message[4096]="HI server";
connect_sock.write(message,strlen(message));
int len = connect_sock.read(message,4096);
cerr << "server send " << message <<"of length "< }catch (char* er) {
cerr < return -1;
}
return 0;
}

send HI serverof length 9

[saa@cluster socket]$ g++ ./server.cpp ./sock_1.cpp -o

server
[saa@cluster socket]$ ./server
CLIENT SENT HI server of length 9

в ожидании события
Для предотвращения ожидания возможны следующие варианты
Проверка наличия данных

в сокете
Неблокирующий режим
Асинхронный ввод-вывод

fd_set *exceptfds,
struct timeval *timeout);
Проверка возможности ввода-вывода для дескрипторов, указанных

в аргументах
readfds - на возможность чтения или успешность accept
writefds - на возможность записи или успешность connect
Exceptfds - на наличие ошибок
N - максимальный номер дескриптора
Timeout – максимальное время ожидания

на удаленную машину
Выполнять с ними действия
Возвращать результат
Это выглядит как вызов

процедуры на удаленной машине

функции для стандартных типов данных
xdr_int – для целочисленных типов
xdr_opaque –

для произвольного массива байт
xdr_string – для строки символов

серверов на языке С
Создание тела удаленных процедур
Создание клиентских вызовов
Компиляция клиента

и сервера

{
string PRINT

(string) = 1;
} = 1;
} = 0x22222222;

[saa@cluster rpc]$ rpcgen test.x
[saa@cluster rpc]$ ls
test.h test_svc.c
test_clnt.c test.x

arg,struct svc_req * r){
printf("client sent: %s\n",*arg);

return &responce;
}

CLIENT* cl;
char** responce;

cl = clnt_create(argv[1],TESTPROG,TESTVER,"tcp");
if(!cl) {
clnt_pcreateerror("");
return -1;
}
responce = print_1(&argv[2],cl);
if(!responce) {
clnt_perror(cl,"");
return -1;
}
printf("Server respond with %s\n",*responce);
return 0;
}

rpc]$ gcc ./test_svc.c test_print.c -o server

Client

Сервер:
[saa@cluster rpc]$ ./server
client sent: Hi server

высокого уровня
Создается тело функции сервера
Создается сервер
Создается клиент

print(in string mes);
};
};
[saa@cluster 1]$ orbit-idl-2 --skeleton-impl test.idl
orbit-idl-2 2.8.2 compiling

mode, show preprocessor errors, passes: stubs skels common headers imodule

[saa@cluster 1]$ ls
test-common.c test.h test.idl test-skelimpl.c test-skels.c test-stubs.c
[saa@cluster 1]$

const CORBA_char

* mes, CORBA_Environment * ev)
{
CORBA_string retval;

/* ------ insert method code here ------ */
printf("client sent: %s\n",mes);
retval = CORBA_string_alloc(512);
sprintf (retval,"Hi client");
/* ------ ---------- end ------------ ------ */

return retval;
}

на объект
Запуск сервера

PortableServer_POA poa;
TestModule_TestInterface server = CORBA_OBJECT_NIL;

CORBA_ORB orb = CORBA_OBJECT_NIL;
CORBA_Environment ev;
gchar *objref=NULL;
CORBA_char filename[] = "test_service.ior";
FILE* file = NULL;

CORBA_exception_init(&ev);
orb=CORBA_ORB_init(&argc,argv,"orbit-local-orb",&ev);
poa= (PortableServer_POA) CORBA_ORB_resolve_initial_references(orb,"RootPOA",&ev);
server = impl_TestModule_TestInterface__create (poa, &ev);
PortableServer_POAManager_activate(PortableServer_POA__get_the_POAManager(poa, &ev),&ev);
objref= CORBA_ORB_object_to_string (orb, server, &ev);

if ((file=fopen(filename, "w"))==NULL)
g_error ("could not open '%s'\n", filename);
fprintf(file, "%s",objref);
fclose (file);
free(objref);

CORBA_ORB_run(orb,&ev);
CORBA_Object_release(server,&ev);
CORBA_ORB_shutdown(orb,CORBA_FALSE,&ev);
return 0;
}

CORBA_ORB orb=CORBA_OBJECT_NIL;
CORBA_Environment ev;

TestModule_TestInterface service = CORBA_OBJECT_NIL;
CORBA_char filename[]="test_service.ior";

CORBA_exception_init(&ev);
orb=CORBA_ORB_init(&argc,argv,"orbit-local-orb",&ev);

FILE *file = NULL;
if ((file=fopen(filename, "r"))==NULL)
g_error ("could not open %s\n", filename);
gchar *objref=NULL;
fscanf (file, "%as", &objref);
service = (TestModule_TestInterface) CORBA_ORB_string_to_object (orb,
objref,
&ev);
free (objref);

char* mes = TestModule_TestInterface_print(service,argv[1],&ev) ;
printf("server sent: %s\n",mes);
return 0;
}

test-stubs.c test_client.c test-skels.c test-common.c -o client

[saa@cluster 1]$ gcc `orbit2-config --cflags`

`orbit2-config --libs` test-skelimpl.c test-skels.c test-common.c -o server

./client 'Hi server!'
server sent: Hi client