Różnice

Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.

--- sk2:sockets_full [2016/10/19 18:24]
jkonczak [Read i Write - ilość odczytanych / zapisanych danych]
+++ sk2:sockets_full [2022/10/10 16:36]
jkonczak
@@ Linia 1: / Linia 1: @@
-====== Interface gniazd BSD ======
+====== Interface gniazd BSD (1/2) ======
-Schemat kolejności wywołać funkcji bibliotecznych znajduje się na: \\ [[http://www.cs.put.poznan.pl/ddwornikowski/sieci/sieci2/bsdsockets.html#rys-1]]
+Schemat kolejności wywołać funkcji bibliotecznych: \\
+<html><object id="svg-object" data="/jkonczak/_media/sk2:sockets.svg" type="image/svg+xml"></object></html>\\
+(Porównaj z: [[http://www.cs.put.poznan.pl/ddwornikowski/sieci/sieci2/bsdsockets.html#rys-1]].)
 ===== Serwer TCP =====
-Aby oczekiwać na przychodzące połączenia TCP, po stworzeniu gniazda (''socket(…)'') wystarczy wywołać funkcję ''listen(…)'', ale: jeśli wcześniej nie ustawi się adresu gniazda, system operacyjny wylosuje efemeryczny port i rozpocznie nasłuch na dowolnym adresie IP na tym porcie.\\
+Aby oczekiwać na przychodzące połączenia TCP konieczne jest stworzenie gniazda do odbierania nowych połączeń. Takie gniazdo, tzw. **gniazdo nasłuchujące** (listening), nie umożliwia odbierania ani wysyłania danych - **pozwala tylko na odbieranie przychodzących połączeń** i tworzy **dla każdego nowego połączenia kolejne gniazdo** reprezentujące to odebrane połączenie.
-Dlatego przed funkcją ''listen(…)'' należy użyć funkcji ''bind(…)'' do ustawienia lokalnego adresu gniazda. Funkcja ''bind'' przyjmuje jako argument strukturę ''sockaddr''.
-Lokalny adres IP można ustawić na dowolny – ''INADDR_ANY'' lub wybrany przez siebie – np. 127.0.0.1 (''INADDR_LOOPBACK'') jeśli połączenia mają być ograniczone do localhosta.
+Gniazdo nasłuchujące tworzy się wywołując po stworzeniu gniazda (''socket(…)'') funkcję ''listen(…)'', ale: jeśli wcześniej nie ustawi się adresu gniazda, system operacyjny wylosuje efemeryczny port i rozpocznie nasłuch na dowolnym adresie IP na tym porcie.\\
+Dlatego przed funkcją ''listen(…)'' **należy funkcją ''bind(…)'' ustawić lokalny adres gniazda**. Funkcja ''bind'' przyjmuje jako argument strukturę ''sockaddr''.
-Po wywołaniu funkcji ''listen'' system operacyjny system operacyjny czeka na połączenia. Do odebrania nowego połączenia należy użyć funkcji ''accept(…)''. Funkcja accept zwróci nowe gniazdo reprezentujące nawiązane połączenie.
+**Lokalny adres IP nasłuchującego gniazda zwykle ustawia się na ustawić na dowolny – ''INADDR_ANY''**. Inny lokalny adres IP ustawia się, jeśli gniazdo ma odbierać połączenia kierowane tylko na ten adres – np. 127.0.0.1 (''INADDR_LOOPBACK'') jeśli połączenia mają być ograniczone do połączeń z localhosta.
+**Wywołanie funkcji ''listen'' nakazuje systemowi operacyjnemu czekać na połączenia** (porównaj z: ''connect''). Wykonanie funkcji listen jest natychmiastowe – ta funkcja nie czeka na połączenie, tylko informuje system operacyjny że nowe połączenia przychodzące na ustawiony adres mają być kierowane na to gniazdo. \\
+Argumentem funkcji ''listen'' jest ilość nowych połączeń które czekają w kolejce na odebranie (tj. połączeń dla których nie wykonano jeszcze funkcji ''accept'').
+Do odebrania nowych połączeń używa się funkcji ''accept(…)''. **Funkcja ''accept'' zwraca nowe gniazdo** reprezentujące nawiązane połączenie.
+<html><small></html>Tworzenie kolejnych deskryptorów plików oraz wyniki strace/ss są zaprezentowane [[sk2:sockets_full:tcp_srv_img|tutaj]]<html></small></html>
 //Zadanie 1:// Napisz program, który:
   * stworzy gniazdo,
-  * ustali adres (''bind''),
+  * ustali adres (''bind''), uwaga: sprawdzaj wynik funkcji ''bind'',
   * rozpocznie oczekiwanie na połączenia (''listen''),
-  * zaakceptuje połączenie (''accept''); na razie drugi i trzeci argument funkcji ''accept'' pozostaw pusty,
+    * ''listen'' jako drugi argument przyjmuje ile nowych połączeń może naraz czekać na odebranie funkcją accept
+  * zaakceptuje połączenie (''accept''); na razie drugi i trzeci argument funkcji ''accept'' ustaw na ''0'' lub ''nullptr'',
   * wyśle tam dane (stały ciąg znaków),
   * zakończy program.
-//Zadanie 2:// Zmodyfikuj program tak, by w pętli obsługiwał nowe połączenia
+//Zadanie 2a:// Krótko((https://github.com/torvalds/linux/search?q=TCP_TIMEWAIT_LEN)) po zamknięciu programu serwera sprawdź poleceniem ''netstat -tpn'' oraz ''ss -atnop'' w jakim stanie jest połączenie. Przypomnij sobie co oznacza ten stan - [[https://tools.ietf.org/html/rfc793#page-22|RFC793]]. Spróbuj w tym czasie uruchomić ponownie program serwera. \\ //Zadanie 2b:// Ustaw przed wywołaniem ''bind'' opcję ''SO_REUSEADDR'' gniazda (kod poniżej) i powtórz zadanie 2a.<code cpp>const int one = 1;
+setsockopt(sockFd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &one, sizeof(one));</code>
-Funkcja ''accept'' (podobnie jak wprowadzana za chwilę ''recvfrom'') może przekazać informację o adresie z którego nawiązano połączenie. W tym celu należy podać jej adres struktury sockaddr (drugi argument) i adres zmiennej, która w momencie wywołania ''accept'' na wppisany rozmiar przekazanej struktury, a do której ''accept'' zapisze ile bajtów przekazanej struktury wypełnił (trzeci argument).
+<html><small></html>
+//Zadanie 3:// Zakomentuj wywołanie bind, uruchom program i odczytaj z wyników komendy ''netstat -tlpn'' na jakim porcie nasłuchuje twój serwer. Następnie połącz się do niego.<html></small></html>
-//Zadanie 3:// Dodaj do programu wyświetlanie z jakiego adreesu IP i numeru portu nawiązano połączenie
+//Zadanie 4:// Zmodyfikuj program tak, by w pętli obsługiwał nowe połączenia
+Funkcja ''accept'' (podobnie jak wprowadzana za chwilę ''recvfrom'') może przekazać informację o adresie z którego nawiązano połączenie. W tym celu należy jej podać:
+  * gdzie ma zapisać ten adres – tj. podać adres struktury sockaddr (drugi argument)
+  * adres zmiennej, która w momencie wywołania ''accept'' ma wpisany rozmiar przekazanej struktury (trzeci argument)<html><small></html><code cpp>
+sockaddr_in nazwa_zmiennej;
+socklen_t inna_zmienna = sizeof(nazwa_zmiennej);
+client = accept(ssock, (sockaddr*)&nаzwa_zmiennej, &innа_zmienna);
+</code><html></small></html>
+Jeśli drugi i trzeci argument są niezerowe, ''accept'' wypisuje przekazaną strukturę (drugi argument) i ustawia ile bajtów przekazanej struktury wypełnił (trzeci argument).
+//Zadanie 5:// Dodaj do programu wyświetlanie z jakiego adresu IP i numeru portu nawiązano połączenie
+\\
+<html><small></html>
+Funkcje zmieniające adres IP zapisany jako liczba na tekst to ''inet_ntoa'' i ''inet_ntop''
+<html></small></html>
 ===== UDP vs TCP - przypomnienie ====
@@ Linia 34: / Linia 60: @@
 </code>
-UDP nie nawiązuje połączenia – do odbioru i wysyłania wiadomości należy używać funkcji ''sendto'' i ''recvfrom'' (lub ''recv''/''read'', jeśli nie obchodzi nas nadawca). W formie ułatwienia BSD socket API pozwala działać gniazdom UDP w trybie pseudo-połączeniowym - tzn. można wywołać funkcję ''connect'' (która ustali adres odbiorcy) i dalej korzystać z ''send'' / ''write''.
+UDP nie nawiązuje połączenia – do odbioru i wysyłania wiadomości należy używać funkcji ''sendto'' i ''recvfrom'' (lub ''recv''/''read'', jeśli nie obchodzi nas nadawca). \\ W formie ułatwienia BSD socket API pozwala działać gniazdom UDP w trybie pseudo-połączeniowym - tzn. można wywołać funkcję ''connect'' (która ustali adres odbiorcy) i dalej korzystać z ''send'' / ''write''.
+Przykład użycia funkcji ''sendto'' i ''recvfrom'': <html><small></html><code cpp>
+sockaddr_in nazwa_zmiennej {...};
+socklen_t inna_zmienna = sizeof(nazwa_zmiennej);
+kolejna_zmienna =   sendto(sockfd, "wiadomosc",              9, 0, (sockaddr*) &nazwa_zmiennej,  inna_zmienna);
+kolejna_zmienna = recvfrom(sockfd,       bufor, rozmiar_bufora, 0, (sockaddr*) &nazwa_zmiennej, &inna_zmienna);
+</code><html></small></html>
 UDP jest zorientowane na wiadomość – wysyła i odbiera całe datagramy. Jeśli funkcja odbierająca dane zadeklaruje mniejszy bufor niż rozmiar wiadomości, nadmiarowe dane zostaną odrzucone.
-//Zadanie 4.// Odpowiedz na pytanie dlaczego DNS używa UDP zamiast TCP do zapytań.
+//Zadanie 6.// Odpowiedz na pytanie dlaczego DNS używa UDP zamiast TCP do zapytań.
-===== Klient UDP =====
+===== UDP =====
-//Zadanie 5.// Napisz program, który wyśle dane (stały ciąg znaków) pod wskazany adres, następnie odbierze dane i się zakończy.
+Program korzystający z UDP musi stworzyć funkcją ''socket'' gniazdu typu ''SOCK_DGRAM''.
-===== Serwer UDP =====
+Następnie program może (a jeśli ma pełnić rolę serwera, to powinien) wywołać funkcję ''bind'', ustalając lokalny numer portu.
-//Zadanie 6.// Napisz program, który odbierze dane i odeśle je pod adres nadawcy zmieniając wielkość liter.\\
+Gniazdo UDP w każdym momencie po stworzeniu może wykonywać operacje odbioru i wysyłania danych – ''sendto'', ''recvfrom'', ''recv'', ''read''.
-<html><small></html>Jeśli nie wiesz jak zmienić wielkość liter, to ''for(char *it=str; (*it=toupper(*it)); ++it);''<html></small></html>
-//Zadanie 7.// Napisz program, który będzie w pętli odbierać dane i odsyłać je pod adresy wszystkich wcześniejszych nadawców.
+UDP jest bezpołączeniowe, więc nie da się na nim wykonać funkcji ''shutdown''.
+==== Klient UDP ====
-===== Read i Write - ilość odczytanych / zapisanych danych  =====
+//Zadanie 7.// Napisz program, który korzystając z protokołu UDP wyśle dane (stały ciąg znaków) pod wskazany adres, następnie odbierze dane i się zakończy.
-Polecenie ''read'', ''recv'',… często zwracają mniej danych niż podana w argumentach wielkość bufora. Powód? Mniej danych przyszło lub skończyło się miejsce w buforze odbiorczym (''setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, …)'').
+==== Serwer UDP ====
-Polecenia ''write'', ''send'',… może też zwrócić w pewnych okolicznościach mniejszy rozmiar wysłanych danych niż podany rozmiar buforu.
+//Zadanie 8.// Napisz program, który korzystając z protokołu UDP odbierze dane i odeśle je pod adres nadawcy zmieniając wielkość liter.\\
-Jest to spowodowane zapchaniem systemowego buforu wysyłania (czyli jeśli dane są dostarczane do wysłania szybciej niż można je wysyłać). Normalnie funkcje zapisujące blokują się do momentu aż w buforze będzie dość miejsca. Jeśli jednak ustawi się opcję ''O_NONBLOCK'' (typowa w wielu zastosowaniach), to  funkcje takie jak ''write'', ''send'', … zapisują  tylko część danych.
+<html><small></html>Jeśli nie wiesz jak zmienić wielkość liter, to ''for(char *it=str; (*it=toupper(*it)); ++it);''<html></small></html>
-Dlatego zarówno przy odbieraniu jak i wysyłaniu trzeba zwracać uwagę na zwracaną ilość przetworzonych danych.
-//Zadanie 8.// W serwerze TCP zmień rozmiar buforu nadawczego, przestaw gniazdo w tryb nieblokujący (kod poniżej) i każ wysłać ponad 4096 bajtów. Zaobserwuj co odbierze klient. __Uwaga:__ klient musi być z innego hosta. \\ <html><small></html>Nie wiesz jak wygenerować długi komunikat? ctrl+c, ctrl+v. Albo ''string s{"a"}; s.resize (22220,'='); s+="z";'' Potem: ''s.c_str()'' i ''s.length()''<html></small></html>
-<code cpp>
-int buffsize = 1024;
-setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &buffsize, sizeof(buffsize));
-fcntl(socket, F_SETFL, O_NONBLOCK, 1);
-</code>
-//Zadanie 9.// W kliencie UDP i TCP zmniejsz rozmiar bufora przekazywanego do funkcji odbioru wiadomości i wykonaj odbiór dwa razy. Zaobserwuj co odbierze klient.
-===== Opcje gniazd =====
-Strona podręcznika ''man 7 socket'' opisuje możliwe argumenty funkcji ''setsockopt'' i ''getsockopt''. Ważne opcje to:
+//Zadanie 9.// Napisz program, który będzie w pętli odbierać dane i odsyłać je pod adresy wszystkich wcześniejszych nadawców.
-  *  ''SO_BROADCAST'' - wymagane do UDP broadcastu
-  *  ''SO_KEEPALIVE'' - włącza mechanizm TCP keepalive [[http://tldp.org/HOWTO/TCP-Keepalive-HOWTO/overview.html]]
-  * ''SO_LINGER'' – pozwala przed zamknięciem gniazda wysłać zakolejkowane dane
-  * ''SO_RCVBUF'' i ''SO_SNDBUF'' – ustawienie rozmiaru systemowych buforów odbiorczych / nadawczych
-  * ''SO_REUSEADDR'' – pomija stan TIME_WAIT po zamknięciu połączenia [[https://tools.ietf.org/html/rfc793#page-22]]
-Funkcja ''fcntl'' (''man fcntl open'') pozwala na ustawienie (''F_SETFL'') opcji ''O_NONBLOCK'' potrzebnej do nieblokującej obsługi gniazd. (''O_NONBLOCK'' można też ustawić sumując ostatni argument funkcji ''socket'' z ''SOCK_NONBLOCK''.)

Jan Kończak

Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny

Różnice

Narzędzia strony