Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.
| Both sides previous revision Poprzednia wersja Nowa wersja | Poprzednia wersja | ||
|
pl:dydaktyka:unix:lab_prog_siec [2016/12/15 14:44] kkutt [DO PRZYGOTOWANIA] tekst o socketach |
pl:dydaktyka:unix:lab_prog_siec [2019/06/27 15:50] (aktualna) |
||
|---|---|---|---|
| Linia 2: | Linia 2: | ||
| ===== DO PRZYGOTOWANIA ===== | ===== DO PRZYGOTOWANIA ===== | ||
| * Proszę przypomnieć sobie użycie ''[[http://home.agh.edu.pl/~gjn/dydaktyka/UGLX/node11.html#SECTION000117000000000000000|fork()]]'' | * Proszę przypomnieć sobie użycie ''[[http://home.agh.edu.pl/~gjn/dydaktyka/UGLX/node11.html#SECTION000117000000000000000|fork()]]'' | ||
| - | * Proszę poczytać [[http://www.linuxpl.org/LPG/node81.html|opis podstaw gniazd sieciowych (socketów)]] | + | * Proszę poczytać opis podstaw gniazd sieciowych (socketów) z [[https://web.archive.org/web/20170405054449/http://www.linuxpl.org/LPG/node1.html|The Linux Programmer's Guide]]. Konkretnie sekcję [[https://web.archive.org/web/20170305021856/http://www.linuxpl.org:80/LPG/node81.html|Gniazda sieciowe - podstawy]] oraz jej podsekcje: "Podstawowe funkcje", "TCP: SOCK_STREAM", "SOCK_DGRAM (UDP)", "PF_UNIX", "SOCK_RAW i PF_PACKET" |
| ===== WPROWADZENIE ===== | ===== WPROWADZENIE ===== | ||
| Linia 34: | Linia 34: | ||
| * Funkcje konwersji: | * Funkcje konwersji: | ||
| * //inet_pton// - konwertuje zapis "192.168.1.1" na odpowiednią strukturę - czyli inaczej konwertuje ''string'' do reprezentacji binarnej. | * //inet_pton// - konwertuje zapis "192.168.1.1" na odpowiednią strukturę - czyli inaczej konwertuje ''string'' do reprezentacji binarnej. | ||
| - | * //inet_ntop// - konwertuje strukturę (reprezentację binarną) na ''string''. | + | * //inet_ntop// - konwertuje strukturę (reprezentację binarną) na ''string''. |
| ==== Gniazda ==== | ==== Gniazda ==== | ||
| * Gniazdo z ang. //socket//. | * Gniazdo z ang. //socket//. | ||
| - | * Są używane na wyższej, czwartej warstwie sieciowego modelu OSI/ISO. | + | * Są używane w czwartej warstwie sieciowego modelu OSI/ISO. |
| - | * Otwieranie ganiazd dokonuje się za pomocą funkcji //socket(int domain, int type, int protocol)//. | + | * Otwieranie gniazd (i uzyskanie deskryptora do komunikacji sieciowej) dokonuje się za pomocą funkcji <code c>socket(int domain, int type, int protocol)</code> |
| - | * Proszę przeczytać manual funkcji (//man socket(3)//) | + | * Adres IP identyfikuje hosta w danej sieci (podsieci), co identyfikuje //numer portu//? |
| - | * Adres IP identyfikuje hosta w danej sieci (podsieci), co identyfikuje //numer portu// | + | |
| * Czym różni się deskryptor gniazda od deskryptora pliku? | * Czym różni się deskryptor gniazda od deskryptora pliku? | ||
| - | * Odczytanie numeru portu na podstawie deskryptora dokonuje się za pomocą funkcji //bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)//. | + | * Istnieje kilka rodzajów socketów w tym: |
| - | * Przeczytać manual dla funkcji //bind(3)// zwrócić uwagę na parametry jakie przyjmuje i wartości jakie zwraca. | + | * //Stream Socket// - służą do komunikacji połączeniowej (użycie TCP) |
| + | * //datagram Socket// - służą do komunikacji bezpołączeniowej (użycie UDP) | ||
| + | * Powiązanie numeru portu z deskryptorem gniazda dokonuje się za pomocą funkcji <code c>bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)</code> | ||
| + | * Proszę przeczytać manuale dla funkcji ''socket(2)'' i ''bind(2)'', zwrócić uwagę na parametry jakie przyjmują i wartości jakie zwracają. | ||
| - | ==== Połączenie ==== | + | Podstawowe funkcje systemowe: {{ sockets-comm.png}} |
| - | * Do nawiązywania połączeń wykorzystujemy funkcję //connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen)// | + | * ''socket(2)'' |
| - | * //sockfd// - deskryptor gniazda | + | * ''bind(2)'' |
| - | * //serv_addr// - adres hosta docelowego, który możemy otrzymać przy pomocy funckji //getaddrinfo// | + | * ''listen(2)'' |
| - | * //addrlen// - długość adresu, najczęściej podaje się wartość ''addrinfo::ai_addrlen'' | + | * ''accept(2)'' |
| - | * Dopiero po pomyślnym nawiązaniu połączenia możemy używać //sockfd// do komunikowania się z serwerem. | + | * ''connect(2)'' |
| - | ==== Nasłuchiwanie ==== | + | === Połączenie === |
| - | * Rozpoczęcie nasłuchiwania nie wymaga użycia funkcji //connect// ponieważ to zdalny klient będzie jej używał do połączenia się z naszym serwerem. | + | * Do nawiązywania połączeń wykorzystujemy funkcję <code c>connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen)</code> |
| - | * Nasłuchiwanie można rozpocząć przy pomocy funkcji //listen(int sockfd, int backlog)// | + | * ''sockfd'' - deskryptor gniazda |
| - | * //sockfd// - deskryptor gniazda. Nasłuchiwanie będzie się odbywać zgodnie z parametrami opisywanymi przez deskryptor. | + | * ''serv_addr'' - adres hosta docelowego, który możemy otrzymać przy pomocy funckji ''getaddrinfo'' |
| - | * //backlog// - maksymalna liczba połączeń oczekujących na akceptaję. | + | * ''addrlen'' - długość adresu, najczęściej podaje się wartość ''addrinfo::ai_addrlen'' |
| - | * Ostatnim krokiem rozpoczęcia komunikacji z klientem jest akceptacja jego próby połączenia. Dokonuje się tego za pomocą funkcji: //accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)// | + | * Dopiero po pomyślnym nawiązaniu połączenia możemy używać ''sockfd'' do komunikowania się z serwerem. |
| - | * Funkcja //accept(3)// jako wartość zwraca nowy deskryptor gniazda który służy do komunikacji z akceptowanym połączeniem. | + | |
| - | ==== Wysyłanie/odbieranie danych ==== | + | === Nasłuchiwanie === |
| + | * Rozpoczęcie nasłuchiwania nie wymaga użycia funkcji ''connect'' ponieważ to zdalny klient będzie jej używał do połączenia się z naszym serwerem. | ||
| + | * Nasłuchiwanie można rozpocząć przy pomocy funkcji <code c>listen(int sockfd, int backlog)</code> | ||
| + | * ''sockfd'' - deskryptor gniazda. Nasłuchiwanie będzie się odbywać zgodnie z parametrami opisywanymi przez deskryptor. | ||
| + | * ''backlog'' - maksymalna liczba połączeń oczekujących na akceptaję. | ||
| + | * Ostatnim krokiem rozpoczęcia komunikacji z klientem jest akceptacja jego próby połączenia. Dokonuje się tego za pomocą funkcji: <code c>accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)</code> | ||
| + | * Funkcja ''accept(2)'' jako wartość zwraca nowy deskryptor gniazda który służy do komunikacji z akceptowanym połączeniem. | ||
| + | |||
| + | === Wysyłanie/odbieranie danych === | ||
| * Wszystko w systemach GNU/Linux/Unix jest reprezentowane za pomocą plików - tak więc gniazda również. | * Wszystko w systemach GNU/Linux/Unix jest reprezentowane za pomocą plików - tak więc gniazda również. | ||
| * Wysyłanie/odbieranie danych przez/z gniazd jest bardzo podobne do zapisu/odczytu danych do/z pliku. | * Wysyłanie/odbieranie danych przez/z gniazd jest bardzo podobne do zapisu/odczytu danych do/z pliku. | ||
| - | * Jest tak podobne że do tego celu można użyć funkcji //write(2)//, //read(2)// :!: | + | * Jest tak podobne, że do tego celu można użyć funkcji ''write(2)'', ''read(2)'' :!: |
| - | * Jednak system oferuje funckje specjalizowane //send(3)//, //recv(3)// które oferują dodatkową konfigurację. | + | * Jednak system oferuje funkcje specjalizowane ''send(2)'', ''recv(2)'' które oferują dodatkową konfigurację. |
| - | * Proszę przeczytań manual dla powyższych funkcji zwracając uwagę na: | + | * Proszę przeczytać manual dla powyższych funkcji zwracając uwagę na: |
| * przyjmowane parametry | * przyjmowane parametry | ||
| * zwracane wartości | * zwracane wartości | ||
| - | ==== Zamknięcie połączenia ==== | + | === Zamknięcie połączenia === |
| * Po zakończeniu wysyłania/odbierania danych należy zamknąć połączenie. | * Po zakończeniu wysyłania/odbierania danych należy zamknąć połączenie. | ||
| - | * Zamknięcie połączenia reprezentowanego przez dany deskryptor można dokonać przy pomocy funkcji //close(3)// | + | * Zamknięcie połączenia reprezentowanego przez dany deskryptor można dokonać przy pomocy funkcji ''close(2)'' |
| - | * Dla zainteresowanych: porównać funkcję //close(3)// z funkcją //shutdown(3)//. | + | * Dla zainteresowanych: porównać funkcję ''close(3)'' z funkcją ''shutdown(3)''. |
| + | |||
| ===== ĆWICZENIA ===== | ===== ĆWICZENIA ===== | ||
| - | ==== Telnet i usługi sieciowe ==== | + | ==== Sockety w Bashu ==== |
| - | === SMTP === | + | |
| - | * [[http://tools.ietf.org/html/rfc821|SMTP]] [[wp>Simple_Mail_Transfer_Protocol]] | + | * Jest możliwe otworzenie Socketa w Bashu za pomocą następującej składni: <code>exec {deskryptor-pliku}<>/dev/tcp/{host}/{port}</code> |
| - | * ssh student; telnet student 25 | + | * Np. aby otworzyć dwukierunkowego socketa dla strony Google z portem HTTP i deskryptorem nr 3 (dlaczego akurat taki?) należy napisać: <code>exec 3<>/dev/tcp/www.google.pl/80</code> |
| - | * należy wysłać do siebie (koleżanki/kolegi) email | + | |
| + | * Uruchom i przeanalizuj poniższe przykłady: | ||
| + | <file bash webpage.sh> | ||
| + | #!/bin/bash | ||
| + | |||
| + | ### | ||
| + | # Połącz się ze stroną internetową i pobierz zawartość strony głównej | ||
| + | ### | ||
| - | === POP3 === | + | exec 3<>/dev/tcp/www.google.pl/80 |
| - | * [[http://tools.ietf.org/html/rfc1939|POP3]] [[wp>Post_Office_Protocol]] | + | echo -e "GET / HTTP/1.1\nHost: www.google.pl\nConnection: close\n\n" >&3 |
| - | * ssh student; telnet student 110 | + | cat <&3 |
| - | * należy odebrać pocztę ze swojego konta | + | </file> |
| - | === HTTP === | + | <file bash timeserver.sh> |
| + | #!/bin/bash | ||
| - | * [[http://tools.ietf.org/html/rfc2616|HTTP]] [[wp>Hypertext_Transfer_Protocol]] | + | ### |
| - | * założyć własną stronę www: | + | # Pobierz aktualny czas z serwera NTP |
| + | ### | ||
| - | cd ; mkdir public_html ; chmod a+rx public_html ; chmod o+x . ; echo "Jestem $USER" > public_html/index.html | + | cat </dev/tcp/time.nist.gov/13 |
| + | </file> | ||
| - | * oglądnąć własną stronę przez: ''telnet student/borg.ia.agh.edu.pl/~user 80'' | + | <file bash port-scanner.sh> |
| - | * oglądnąć stronę AGH przez: ''telnet www.agh.edu.pl 80'' | + | #!/bin/bash |
| - | ==== Wprowadzenie do gniazd ==== | + | ### |
| + | # Skaner portów (sprawdza które porty są otwarte). | ||
| + | # Jako argument wywołania podaj adres serwera, który chcesz przeskanować, | ||
| + | # np. ./port-scanner.sh localhost | ||
| + | ### | ||
| - | Przeczytać artykuł | + | host=$1 |
| - | [[http://www.frostbytes.com/~jimf/papers/sockets/sockets.html|BSD Sockets: A Quick And Dirty Primer]] | + | port_first=1 |
| - | uruchamiając podane w nim fragmenty kodu. | + | port_last=65535 |
| + | for ((port=$port_first; port<=$port_last; port++)) | ||
| + | do | ||
| + | # echo "Skanowanie portu $port..." | ||
| + | timeout 1 bash -c "(echo >/dev/tcp/$host/$port) >/dev/null 2>&1" && echo "$port otwarty!" | ||
| + | done | ||
| + | </file> | ||
| ==== Programowanie gniazd ==== | ==== Programowanie gniazd ==== | ||
| Przeglądnąć artykuł: | Przeglądnąć artykuł: | ||
| - | [[http://beej.us/guide/bgnet/output/html/singlepage/bgnet.html|Beej's Guide to Network Programming]] | + | [[http://beej.us/guide/bgnet/html/single/bgnet.html|Beej's Guide to Network Programming]] |
| Skompilować i przetestować omówione w nim programy, w tym: | Skompilować i przetestować omówione w nim programy, w tym: | ||
| Linia 118: | Linia 149: | ||
| ==== gethostbyname ==== | ==== gethostbyname ==== | ||
| - | Przeanalizować, skompilować i uruchomić program: | + | - Proszę przeanalizować, skompilować i uruchomić program:<file c gethostbyname-demo.c> |
| - | + | ||
| - | <code c> | + | |
| #include <stdio.h> | #include <stdio.h> | ||
| #include <errno.h> | #include <errno.h> | ||
| Linia 165: | Linia 194: | ||
| return 0; | return 0; | ||
| } | } | ||
| - | </code> | + | </file> |
| - | * Sprawdzić działanie programu dla ''www.google.pl'' oraz innych wybranych adresów symbolicznych. | + | - Sprawdzić działanie programu dla ''<nowiki>www.yahoo.com</nowiki>'' oraz innych wybranych adresów symbolicznych. |
| - | * Do powyższego kodu dopisać instrukcje które szczegółowo sprawdzają typ błędu funkcji //gethostbyname// i w zależności od tego wyświetlają odpowiedni komunikat. | + | - Dopisać instrukcje, które szczegółowo sprawdzają typ błędu funkcji ''gethostbyname'' i w zależności od tego wyświetlają odpowiedni komunikat. |
| - | * Zmodyfikować tak program aby wyświetlał wszystkie adresy IP odnoszące się do podanego adresu. | + | - Zmodyfikować tak program aby wyświetlał wszystkie adresy IP odnoszące się do podanego adresu. |
| - | ==== Komunikator ==== | + | ==== Serwer ==== |
| Poniżej przedstawiony jest kod programu //server.c// | Poniżej przedstawiony jest kod programu //server.c// | ||
| - | <code c> | + | <file c server.c> |
| /* | /* | ||
| ** server.c -- a stream socket server demo | ** server.c -- a stream socket server demo | ||
| Linia 240: | Linia 269: | ||
| } | } | ||
| - | while(1) { // main accept() loop | + | sin_size = sizeof their_addr; |
| - | sin_size = sizeof their_addr; | + | if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size)) == -1) { |
| - | if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size)) == -1) { | + | perror("accept"); |
| - | perror("accept"); | + | |
| - | continue; | + | |
| - | } | + | |
| - | printf("server: got connection from %s\n",inet_ntoa(their_addr.sin_addr)); | + | |
| - | if (!fork()) { // this is the child process | + | |
| - | close(sockfd); // child doesn't need the listener | + | |
| - | if (send(new_fd, "Hello, world!\n", 14, 0) == -1) | + | |
| - | perror("send"); | + | |
| - | close(new_fd); | + | |
| - | exit(0); | + | |
| - | } | + | |
| - | close(new_fd); // parent doesn't need this | + | |
| } | } | ||
| + | printf("server: got connection from %s\n",inet_ntoa(their_addr.sin_addr)); | ||
| + | if (send(new_fd, "Hello, world!\n", 14, 0) == -1) | ||
| + | perror("send"); | ||
| + | sleep(5); // just for observing easily that the server cannot serve a few clients concurrently | ||
| + | close(new_fd); | ||
| + | |||
| return 0; | return 0; | ||
| } | } | ||
| - | </code> | + | </file> |
| + | |||
| + | === - Komunikator === | ||
| * Należy przerobić powyższy program tak aby działał jako server. Łącząc się za pomocą np. programu //telnet// program powinien umożliwiać prowadzenie dialogu jak popularne komunikatory internetowe (np. gg, tlen, itp). | * Należy przerobić powyższy program tak aby działał jako server. Łącząc się za pomocą np. programu //telnet// program powinien umożliwiać prowadzenie dialogu jak popularne komunikatory internetowe (np. gg, tlen, itp). | ||
| - | * //Podpowiedź// po akceptacji połączenia program powinien utworzyć dwa procesy potomne, jeden do czytania portu, drugi do pisania. | + | * Korzystając z programu telnet można połączyć się z serwerem wpisując: <code sh>$ telnet remotehostname XXX</code> gdzie ''remotehostname'' jest nazwą komputera, na którym uruchomiono serwer (''localhost'', jeżeli to ta sama maszyna), a ''XXX'' numerem przypisanego do niego portu. |
| + | * Podpowiedź: po akceptacji połączenia program powinien utworzyć dwa procesy potomne, jeden do czytania portu, drugi do pisania. | ||
| - | ==== Transfer plików ==== | + | === - Eternal vigilance == |
| - | * Powyższy komunikator może być z łatwością zmodyfikowany aby zamiast tekstu wysyłał plik. | + | * Proszę zmodyfikować serwer tak, aby po obsłużeniu klienta nie kończył działania, ale powracał do oczekiwania na kolejne połączenie. |
| - | * Zmodyfikować komunikator tak aby po nawiązaniu połączenia przez klienta rozpoczął wysyłanie pliku. | + | |
| - | * Zmodyfikować program //client.c// tak aby był zdolny odebrać i zapisać przesyłany plik. | + | |
| - | + | ||
| - | ==== Użycie Select ==== | + | |
| - | + | ||
| - | Patrz: | + | |
| - | [[http://www.lowtek.com/sockets/select.html|The World of select()]] | + | |
| + | === - Obsługa wielu klientów === | ||
| + | * Proszę zmodyfikować serwer tak, aby mógł obsługiwać jednocześnie więcej niż jednego klienta. | ||
| + | * Podpowiedź: Można użyć funkcji ''fork()'' do tworzenia procesów potomnych - każdy proces potomny będzie obsługiwał jednego klienta. | ||
| Linia 278: | Linia 300: | ||
| * [[http://www.kohala.com/start/|W. Richard Stevens' Home Page]] | * [[http://www.kohala.com/start/|W. Richard Stevens' Home Page]] | ||
| * BSD sockets | * BSD sockets | ||
| - | http://www.frostbytes.com/~jimf/papers/sockets/sockets.html | + | * http://www.frostbytes.com/~jimf/papers/sockets/sockets.html |
| - | http://www.lowtek.com/sockets/ | + | * http://www.lowtek.com/sockets/ |
| - | http://beej.us/guide/bgnet/ | + | * http://beej.us/guide/bgnet/ |
| - | http://www.uwo.ca/its/doc/courses/notes/socket/ | + | * http://www.uwo.ca/its/doc/courses/notes/socket/ |
| - | http://gaia.cs.umass.edu/ntu_socket/ | + | * http://gaia.cs.umass.edu/ntu_socket/ |
| - | http://www.devdaily.com/Dir/Unix/Socket_Programming/ | + | * http://www.devdaily.com/Dir/Unix/Socket_Programming/ |
| - | http://www.unl.csi.cuny.edu/faqs/sock-faq/html/unix-socket-faq.html | + | * http://www.unl.csi.cuny.edu/faqs/sock-faq/html/unix-socket-faq.html |
| - | http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-sockpit/ | + | * http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-sockpit/ |
| * OpenSSL | * OpenSSL | ||
| - | http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-openssl.html | + | * http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-openssl.html |
| - | http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-openssl2.html | + | * http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-openssl2.html |
| - | http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-openssl3.html | + | * http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-openssl3.html |
| - | http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-hisock.html | + | * http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-hisock.html |
| * TCP/IP | * TCP/IP | ||
| - | http://userpages.umbc.edu/~jeehye/cmsc491b/lectures/tcpstate/sld001.htm | + | * http://userpages.umbc.edu/~jeehye/cmsc491b/lectures/tcpstate/sld001.htm |
| - | http://www.tcpipguide.com/free/ | + | * http://www.tcpipguide.com/free/ |
| - | http://www.ipprimer.com/overview.cfm | + | * http://www.ipprimer.com/overview.cfm |
| - | http://www.linux-tutorial.info/modules.php?name=MContent&obj=page&pageid=142 | + | * http://www.linux-tutorial.info/modules.php?name=MContent&obj=page&pageid=142 |
| + | |||
| + | * Użycie Select | ||
| + | * [[http://www.lowtek.com/sockets/select.html|The World of select()]] | ||
