Protokół UDP¶

Klient:

1. Stwórz gniazdo (socket)
2. (Opcjonalnie: zwiąż gniazdo z adresem/portem klienta – bind)
3. Odbieraj/wysyłaj dane do serwera (recvfrom/sendto)
4. Zamknij gniazdo do komunikacji z serwerem (close)

Serwer:

1. Stwórz gniazdo (socket)
2. Zwiąż gniazdo z adresem/portem serwera (bind)
3. Odbieraj/wysyłaj dane od klientów (recvfrom/sendto)
4. Zamknij gniazdo do komunikacji z klientami (close)

Protokół TCP¶

Klient:

1. Stwórz gniazdo (socket)
2. Zwiąż gniazdo z adresem/portem serwera zdalnego (connect)
3. Nawiąż połączenie z serwerem (connect)
4. Odbieraj/wysyłaj dane do serwera (read/write)
5. Zamknij gniazdo do komunikacji z serwerem (close)

Serwer:

1. Stwórz gniazdo (socket)

2. Zwiąż gniazdo z adresem/portem serwera (bind)

3. Skonfiguruj kolejkę żądań gniazda (listen)

4. Obsługuj żądania od klientów (pętla):

   1. Czekaj na połączenie od klienta (accept)
   2. Stwórz gniazdo do komunikacji z konkretnym klientem (accept)
   3. Odbieraj/wysyłaj dane do klienta (read/write)
   4. Zamknij gniazdo do komunikacji z konkretnym klientem (close)

Nagłówki¶

• gniazda <sys/types.h>, <sys/socket.h>,
• pozostałe funkcje <netinet/in.h>, <arpa/inet.h>, <netdb.h>.

Funkcje¶

• Tworzenie gniazda:

  int socket(int domain, int type, int protocol);
  

  • int domain: domena komunikacji, AF_INET (IPv4), AF_INET6 (IPv6), etc.
  • int type: semantyka komunikacji, SOCK_STREAM (TCP), SOCK_DGRAM (UDP), etc.
  • int protocol: wybór protokołu z dostępnych opcji (zazwyczaj 0).
  • zwraca deskryptor lub -1 w wypadku błędu (nr błędu: errno)

• Związanie gniazda:

  int bind(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
  

  • int sockfd: deskryptor,
  • struct sockaddr *addr: adres gniazda,
  • socklen_t addrlen: rozmiar addr,
  • zwraca 0 lub -1 w przypadku błędu.

  W domenie protokołów internetowych używa się sockaddr_in zamiast sockaddr wykonując rzutowanie (struct sockaddr*):

  struct sockaddr_in {
      u_short sin_family;       // AF_INET
      u_short sin_port;         // numer portu: 0 losuje
      struct in_addr sin_addr;  // adres węzła
      char sin_zero[8]
  }
  
  struct in_addr {
      u_long s_addr;            // 32 bitowy adres
  }
  

• Przygotowanie gniazda na obsługę połączeń i konfiguracja kolejki żądań (serwer):

  int listen(int sockfd, int backlog);
  

  • int sockfd: deskryptor,
  • int backlog: rozmiar kolejki żądań,
  • zwraca: 0 lub -1 w przypadku błędu.

• Oczekiwanie i obsługa zgłoszenia (serwer):

  int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t * addrlen);
  

  • int sockfd: deskryptor,
  • struct sockaddr *addr: adres gniazda,
  • socklen_t addrlen: rozmiar addr,
  • zwraca deskryptor gniazda do komunikacji z klientem lub -1 w przypadku błędu.

• Zwiażanie gniazda z serwerem (zdalnym) i nawiązanie połączenia (klient)

  int connect(int sockfd, const struct sockaddr *srvaddr, socklen_t addrlen);
  

  • int sockfd: deskryptor,
  • struct sockaddr *addr: adres gniazda,
  • socklen_t addrlen: rozmiar addr,
  • zwraca deskryptor gniazda do komunikacji z serwerem lub -1 w przypadku błędu.

• Odczyt/zapis (protokół połączeniowy):

  int read(int fd, void *buf, size_t count);
  int write(int fd, void *buf, size_t count);
  

  • int fd: deskryptor,
  • void *buf: bufor,
  • size_t count: rozmiar bufora.

• Odczyt/zapis (protokół bezpołączeniowy):

  sendto(int fd, void *buf, size_t count, int flags,
      const struct sockadds *dest_addr, socklen_t addrlen);
  recvfrom(int fd, void *buf, size_t count, int flags,
      const struct sockadds *dest_addr, socklen_t addrlen);
  

  • int fd: deskryptor,
  • void *buf: bufor,
  • size_t count: rozmiar bufora,
  • int flags: flagi (np. MSG_DONTROUTE, MSG_DONTWAIT),
  • struct sockaddr *addr: adres gniazda,
  • socklen_t addrlen: rozmiar addr,
  • zwraca deskryptor gniazda do komunikacji z serwerem lub -1 w przypadku błędu.

• Zamknięcie połączenia/gniazda:

  int close(int sockfd);
  

  • int sockfd: deskryptor.

Funkcje pomocnicze¶

• Dla protokołów TCP/IP przyjęto standard określający sieciowy porządek bajtów. Niektóre parametry funkcji interfejsu gniazd należy podawać zgodnie ze standardem. Funkcje do konwersji dla liczb 16 i 32 bitowych.

  // host to network, long
  uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
  
  // host to network, short
  uint16_t htons(uint16_t hostshort);
  
  // network to host, long
  uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
  
  // network to host, short
  uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
  

• Zamiana adresu IP zapisanego w formacie dziesiętnym (XXX.YYY.ZZZ.VVV) jako string na jego reprezentację sieciową:

  in_addr_t inet_addr(const char *cp:);
  int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
  

• Zmiana adresu IP na nazwę domenową i vice versa:

  struct hostent *gethostbyaddr(const char *addr, int len, int type);
  struct hostent *gethostbyname(const char *name);
  

• Adres zdalnego komputera (klienta) połączonego do gniazda:

  int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *name, socklen_t *namelen);
  

• Informacje o protokole/usłudze na podstawie nazwy, korzystając z /etc/protocols/ lub /etc/services (odpowiednio).

  struct protent *getprotobyname(const char *name);
  struct servent *getservbyname(const char *name);
  

Inicjalizacja struktur¶

int my_fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

struct sockaddr_in my_sockaddr;
my_sockaddr.sin_family = AF_INET;
my_sockaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // bind to all available interfaces
my_sockaddr.sin_port = htons(9001);
int result = bind (my_fd, (struct sockaddr *) &my_sockaddr, sizeof (my_sockaddr));

my_sockaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("150.254.130.150");

int result = inet_aton("150.254.130.150", &my_sockaddr.sin_addr);