Jan Kończak

Ta strona jest tylko do odczytu. Możesz wyświetlić źródła tej strony ale nie możesz ich zmienić.
====== Wstęp – przypomnienia ======

==== C++ ====
Większość przykładów w materiałach i programów pisanych na laboratoriach jest w C++.\\
Stąd przypominam jak obsługiwać kompilator GCC / clang w Linuksie. 

Przykładowe polecenie do kompilacji przykładów ze strony:

''g+////+ --std=c+////+17 -Wall -O0 -g -pthread -o example example.cpp''

|''c+////+''|domyślny kompilator C+////+. Zwykle link do ''g+////+'' lub ''clang+////+''|
|''c+////+ zrodlo.cpp -o prog''|kompiluje plik ''zrodlo.cpp'' do programu ''prog''|
|''c+////+ -Wall       z.cpp -o p''|włącza wszystkie ostrzeżenia kompilatora (''-W'' = warn, ''all'' = wszystkie)|
|''c+////+ -O0 -g      z.cpp -o p''|wyłącza optymalizacje i dodaje do programu dane umożliwiające debugowanie|
|''c+////+ --std=c+////+17 z.cpp -o p''|włącza używanie standardu ISO C+////+ z 2017 roku|
|''c+////+ -pthread    z.cpp -o p''|włącza obsługę wątków standardu POSIX| 
<html><!--<small></html>W przykładach nie pojawiają się nowości z obowiązującego C+////+17 i przyszłego C+////+20, co nie znaczy że macie się ograniczać do C+////+11.<html></small>--></html>

Przykładowy plik cmake:
<file cmake CMakeLists.txt>
cmake_minimum_required(VERSION 3.1)
project(projname)
if(NOT CMAKE_BUILD_TYPE)
    set(CMAKE_BUILD_TYPE "Debug")
endif()
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
find_package(Threads)
link_libraries(${CMAKE_THREAD_LIBS_INIT})
add_executable(example1 example1.cpp)
add_executable(example2 example2.cpp)
# target_link_libraries(example2 ${CMAKE_THREAD_LIBS_INIT})
</file>
==== Obsługa plików w POSIX ====
Interface obsługi gniazd BSD jest bardzo zbliżony do API specyfikowanego przez POSIX do obsługi plików (który znacie z PSiW). \\ <html><small> BSD socket API został przyjęty jako standard przez większość systemów operacyjnych, m. inn. został bez większych zmian wpisany w standard POSIX.</small></html>

//Zadanie 1.// Napisz program który otworzy plik o nazwie 'date' i wypisze jego zawartość. Poniżej "pusty" plik źródłowy. Pomiń obsługę błędów. (Jeśli nie wiesz skąd wziąć plik ''date'', wpisz w konsolę: ''date>date'' .) \\ Do obsługi pliku i standardowego wejścia / wyjścia użyj funkcji ''open'', ''read'', ''write'' i ''close''. \\
Opis funkcji znajdziesz na stronach podręcznika systemowego (np. ''man open'').
<file cpp z1.cpp>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;
int main(int argc, char **argv) {
	
	return 0;
}
</file>

//Zadanie 2.// Co trzeba dodać do obsłużenia błędów?

==== Adresacja połączeń na warstwie transportu ====

//Zadanie 3.// Jakie adresy (numery) są potrzebne by móc przesłać wiadomość do konkretnego programu na wybranym komputerze?

Przypomnienie programów ''netcat'' / ''socat'' oraz programów ''netstat'' / ''ss'' ([[sk1:transport#monitorowanie_biezacych_polaczen|link do materiałów z SK1]])

//Zadanie 4.// Prześlij między sobą dowolny tekst używając programu ''netcat'' lub ''socat''

//Zadanie 5.// Nawiąż połączenie na port 13 (daytime) twojego komputera.

<html><small></html>Więcej informacji o "useful debugging and measurement tools":
[[http://www.ietf.org/rfc/rfc862.txt|echo]], [[http://www.ietf.org/rfc/rfc863.txt|discard]], [[http://www.ietf.org/rfc/rfc864.txt|chargen]], [[http://www.ietf.org/rfc/rfc865.txt|qotd]], [[http://www.ietf.org/rfc/rfc867.txt|daytime]]<html></small></html>

====== Sockets ======

==== BSD sockets ====

Gniazdo (socket) – interfejs między systemem operacyjnym a programem użytkownika używany do dwukierunkowej komunikacji poza program.\\
<html><small></html>Porównaj z: FIFO (named pipe, nazwany potok; było na SOP i PSiW)<html></small></html>

API stworzone dla systemu BSD zostało przyjęte przez praktycznie wszystkie systemy operacyjne (POSIX socket API, WinSock).

Pełen opis: [[http://www.cs.put.poznan.pl/ddwornikowski/sieci/sieci2/bsdsockets.html]] oraz [[https://en.wikipedia.org/wiki/Berkeley_sockets]]

''man 7 socket tcp udp''\\
<html><small></html>Ekstra: ''man 7 pipe'' – przypomnienie potoków; ''man 7 unix'' – unix sockets – wykorzystanie gniazd do komunikacji międzyprocesowej<html></small></html>

==== [ekstra] Kolejność bajtów (i bitów) ====

W jakiej kolejności są wysyłane bajty danych i dlaczego to jest ważne.

<html><small style="color:gray;"></html>
Przykład wysłania liczby 0x010F, czyli 271, czyli 0b0000000100001111
|byte order\bit order|MSB first|LSB first| | |
|little endian|0000111100000001|1111000010000000| x86 |<html><div style="margin-top:1em">ARM, IA-64 (Itanium), SPARC≥v9</div></html>|
|big endian|0000000100001111|1000000011110000|Motorola 68k, SPARC<v9, z/Arch| :::|
| |  I²C, SDH  |  Ethernet, RS232, USB  | |
MSB/LSB first – to głównie problem producentów sprzętu.
Little/big endian - to problem programistów.\\
[[https://en.wikipedia.org/wiki/Most_significant_bit]]
[[https://pl.wikipedia.org/wiki/Kolejność_bajtów]]
<html></small></html>

Sieciowa kolejność bajtów (networking byte order) to BE – odwrotnie niż na x86 [[https://en.wikipedia.org/wiki/Endianness#Networking]]
<code cpp>
uint16_t hostEndianessPort = 13;
uint16_t networkEndianessPort = htons(hostEndianessPort);
</code>
Opis funkcji pomocniczych: [[http://www.cs.put.poznan.pl/ddwornikowski/sieci/sieci2/bsdsockets.html#funkcje-pomocnicze]]

==== Zapis adresu gniazda ====

**Protokół** trzeba podać na etapie tworzenia gniazda.
**Adres IP** oraz **numer portu** (<html><small>lub ścieżkę dla gniazd unix</small></html>) trzeba podać w odpowiedniej strukturze.

Do przekazywania adresu gniazda funkcje wymagają wskaźnika na strukturę **''sockaddr''** (w C – ''struct sockaddr'').
Ta struktura nie pozwala na bezpośrednie wykorzystanie. Zamiast tego dla IPv4 należy używać **''sockaddr_in''** (w C – ''struct sockaddr_in'')

Opis struktury: ''man 7 ip'' lub ''man netinet_in.h'' lub 
[[http://www.cs.put.poznan.pl/ddwornikowski/sieci/sieci2/bsdsockets.html#glowne-funkcje-interfejsu-gniazd]]

<html><small></html>
C nie pozwala na dziedziczenie, więc zamiast tego ([[https://en.wikipedia.org/wiki/Type_punning#Sockets_example]]) struktura ''sockaddr'' ma kilka "specjalizacji" dla konkretnej rodziny adresów:
  *''sockaddr_in'' (INET, czyli IPv4)
  *''sockaddr_in6'' (INET6, czyli IPv6)
  *''sockaddr_un'' (dla unix socket).
<html></small></html>

==== "Hello world" ====

//Zadanie 6.// Zmień program do odczytu pliku tak, by zamiast funkcji ''open(…)'':
  * tworzył funkcją ''socket(…)'' gniazdo:
    * domeny komunikacyjnej protokołu IPv4 – stała ''PF_INET'' (zamiennie ''AF_INET'') 
    * typu strumieniowego – stała ''SOCK_STREAM'' (czyli TCP)  
    * protokołu TCP – stała ''IPPROTO_TCP'' (można też podać ''0'', oznaczające domyślny protokół)
  * wypełniał strukturę ''sockaddr_in'' (zdefiniowaną w pliku nagłówkowym ''netinet/in.h''):
    * rodzina adresów IPv4 – stała ''AF_INET''
    * port – 13 (port usługi daytime; pamiętaj o porządku bajtów - ''htons'')
    * adres IP – 127.0.0.1 (localhost, do konwersji użyj ''inet_addr'' lub ''inet_aton''); \\ można też ustawić adres na stałą ''htonl(INADDR_LOOPBACK)''. \\  <html><small></html> Uwaga: ''.sin_addr'' to struktura typu ''in_addr'' z jedną składową ''.s_addr'' typu ''uint32_t'' \\ ''inet_addr'' przyjmuje wskaźnik na strukturę, natomiast ''inet_aton'' zwraca liczbę którą trzeba przypisać składowej ''.s_addr'': \\ <code cpp>sockaddr_in nazwa_zmiennej;
wersja 1: nazwa_zmiennej.sin_addr.s_addr = inet_addr("8.8.8.8");
wersja 2: inet_aton("8.8.8.8", &nazwa_zmiennej.sin_addr);
</code> <html></small></html>
  * łączył się z użyciem powyższej struktury – funkcja ''connect(…)'' 
    * funkcja ''connect'' oczekuje ''sockaddr*'' zamiast ''sockaddr_in*'' – wymagane rzutownaie
    * trzeci argument funkcji connect to rozmiar struktury opisującej adres – ''sizeof()'' zmiennej lub typu
  * przed wywołaniem funkcji ''close()'' zamykał połączenie funkcją ''shutdown()''; \\ <html><small></html>w funkcji ''shutdown()'' można osobno zakończyć nadawanie i odbiór, drugi argument określa co zakończyć –  ''SHUT_RD'' /  ''SHUT_WR'' / ''SHUT_RDWR''<html></small></html>
Opis funkcji – strona Darka lub ''man 3 …'' / ''man 3p …''\\
Potrzebne pliki nagłówkowe to:
<code cpp>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
</code>

//Zadanie 7.// Przekształć poprzedni program tak, by czytał z adresu IP i portu podanego w argumentach programu.

//Zadanie 8.// Dodaj do programu obsługę błędów zwracanych przez funkcje ''connect'' i ''read''.


//Zadanie 9.// Zmień IP na losowe (tak, by nie odpowiadało na próbę połączenia). Programem ''netstat -tnp'' / ''ss -tnp'' wyświetl utworzone połączenie.

<html><small></html>
//Zadanie 10.// Zmień program tak, by zamiast ''read(…)'' używał funkcji ''recv(…)''

//Zadanie 11.// Przed wywołaniem ''connect'' ustal lokalny adres funkcją ''bind''. Powtórz zadanie 8.
<html></small></html>
Jan Kończak

Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny

Narzędzia strony
