Array ( )
Вход:




Главная | OpenGL | GLSL | AI | Сеть | Примеры | Библиотека

Сеть: Взаимодействие Клиент-Сервер






К содержанию


6. Взаимодействие Клиент-Сервер






Этот мир - клиент-серверный, машыл. Практически всё в сети происходит по клиент-серверной логике. Возьмём хоть Telnet. При подключении к удалённому узлу на 23 порт телнетом, программа на этом хосте (так называемый telnetd, сервер telnet) как бы просыпается, возвращается к жизни. Она обрабатывает входящее telnet-соединение, обрабатывает введённые вами логин и пароль, и т.д.



В этой диаграмме показан обмен данными между клиентом и сервером.
Обратим внимание, что клиент-серверная пара может "разговаривать" через SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM, да и как угодно иначе - до тех пор, пока они говорят "на одном языке", то есть на одинаковом протоколе.

Некоторые хорошие примеры пар клиент-сервер: telnet/telnetd, FTP/FTPd, Firefox/Apache. Каждый раз, используя фтп, на другой стороне провода вы общаетесь с FTPD-сервером.

Обычно на машине запускается только один экземпляр сервера, который обрабатывает несколько клиентов, используя fork(). Основная процедура: сервер ждёт соединения, accetp() его и fork() - рождает дочерний процесс для обработки каждого соединения. Именно так и будет работать наш простой сервер из следующего раздела.



Простой TCP-сервер

Всё, что делает этот сервер - шлёт строку "Hello, World!n" через потоковое соединение. Всё, что вам нужно сделать для проверки этого сервера - запустить его в одном окне, а в другом запустить telnet и зайти на порт своего сервера:

telnet localhost 3490



Код сервера:
/*
** server.c -- a stream socket server demo
*/


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>

#define PORT "3490"  // порт, на который будут приходить соединения

#define BACKLOG 10     // как много может быть ожидающих соединений

void sigchld_handler(int s)
{
    while(waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0);
}

// получаем адрес сокета, ipv4 или ipv6:
void *get_in_addr(struct sockaddr *sa)
{
    if (sa->sa_family == AF_INET) {
        return &(((struct sockaddr_in*)sa)->sin_addr);
    }

    return &(((struct sockaddr_in6*)sa)->sin6_addr);
}

int main(void)
{
    int sockfd, new_fd;  // слушаем на sock_fd, новые соединения - на new_fd
    struct addrinfo hints, *servinfo, *p;
    struct sockaddr_storage their_addr; // информация об адресе клиента
    socklen_t sin_size;
    struct sigaction sa;
    int yes=1;
    char s[INET6_ADDRSTRLEN];
    int rv;

    memset(&hints, 0, sizeof hints);
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE; // use my IP

    if ((rv = getaddrinfo(NULL, PORT, &hints, &servinfo)) != 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo: %sn", gai_strerror(rv));
        return 1;
    }

    // цикл через все результаты, чтобы забиндиться на первом возможном
    for(p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next) {
        if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype,
                p->ai_protocol)) == -1) {
            perror("server: socket");
            continue;
        }

        if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes,
                sizeof(int)) == -1) {
            perror("setsockopt");
            exit(1);
        }

        if (bind(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1) {
            close(sockfd);
            perror("server: bind");
            continue;
        }

        break;
    }

    if (p == NULL)  {
        fprintf(stderr, "server: failed to bindn");
        return 2;
    }

    freeaddrinfo(servinfo); // всё, что можно, с этой структурой мы сделали

    if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) {
        perror("listen");
        exit(1);
    }

    sa.sa_handler = sigchld_handler; // обрабатываем мёртвые процессы
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    sa.sa_flags = SA_RESTART;
    if (sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL) == -1) {
        perror("sigaction");
        exit(1);
    }

    printf("server: waiting for connections...n");

    while(1) {  // главный цикл accept()
        sin_size = sizeof their_addr;
        new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size);
        if (new_fd == -1) {
            perror("accept");
            continue;
        }

        inet_ntop(their_addr.ss_family,
            get_in_addr((struct sockaddr *)&their_addr),
            s, sizeof s);
        printf("server: got connection from %sn", s);

        if (!fork()) { // тут начинается дочерний процесс
            close(sockfd); // дочернему процессу не нужен слушающий сокет
            if (send(new_fd, "Hello, world!", 13, 0) == -1)
                perror("send");
            close(new_fd);
            exit(0);
        }
        close(new_fd);  // а этот сокет больше не нужен родителю
    }

    return 0;
}
 


Весь код содержится в одной большой функции main() для большей синтаксической ясности. Если вам это кажется неудобным, разбейте код на функции поменьше.

(Новая функция - sigaction() - отвечает за подчисткой зомби-процессов, которые возникают после того, как дочерний (fork()) процесс завершает работу. Если вы сделаете много зомби и не подчистите их, это не лучшим образом скажется на работе ОС).

Вы можете получить данные с сервера, используя написанный клиент, в следующем разделе.





Простой TCP-клиент

Эта штука ещё проще, чем сервер. Всё, что делает клиент - конектится к хосту, который вы укажете в командной строке, и к порту 3490. И примет строку, которую отошлёт сервер.

Код клиента:

/*
** client.c -- a stream socket client demo
*/


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>

#include <arpa/inet.h>

#define PORT "3490" // Порт, к которому подключается клиент

#define MAXDATASIZE 100 // максимальное число байт, принимаемых за один раз

// получение структуры sockaddr, IPv4 или IPv6:
void *get_in_addr(struct sockaddr *sa)
{
    if (sa->sa_family == AF_INET) {
        return &(((struct sockaddr_in*)sa)->sin_addr);
    }

    return &(((struct sockaddr_in6*)sa)->sin6_addr);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd, numbytes;  
    char buf[MAXDATASIZE];
    struct addrinfo hints, *servinfo, *p;
    int rv;
    char s[INET6_ADDRSTRLEN];

    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr,"usage: client hostnamen");
        exit(1);
    }

    memset(&hints, 0, sizeof hints);
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;

    if ((rv = getaddrinfo(argv[1], PORT, &hints, &servinfo)) != 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo: %sn", gai_strerror(rv));
        return 1;
    }

    // Проходим через все результаты и соединяемся к первому возможному
    for(p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next) {
        if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype,
                p->ai_protocol)) == -1) {
            perror("client: socket");
            continue;
        }

        if (connect(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1) {
            close(sockfd);
            perror("client: connect");
            continue;
        }

        break;
    }

    if (p == NULL) {
        fprintf(stderr, "client: failed to connectn");
        return 2;
    }

    inet_ntop(p->ai_family, get_in_addr((struct sockaddr *)p->ai_addr),
            s, sizeof s);
    printf("client: connecting to %sn", s);

    freeaddrinfo(servinfo); // эта структура больше не нужна

    if ((numbytes = recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE-1, 0)) == -1) {
        perror("recv");
        exit(1);
    }

    buf[numbytes] = '';

    printf("client: received '%s'n",buf);

    close(sockfd);

    return 0;
}


Обратите внимание, что если вы запустите клиент раньше сервера, connect() вернёт "Connection refused".




UDP-сокеты

Основы UDP-сокетов мы уже рассмотрели, когда обсуждали sendto и recvfrom, так что я просто приведу пару примеров - talker.c и listener.c

listener запущен на машине и ждёт входящие пакеты на порту 4950. talker посылает пакеты на это порт на указанной машине.

Код listener.c:

/*
** listener.c -- a datagram sockets "server" demo
*/


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>

#define MYPORT "4950"    // порт, к которому будет соединяться клиент

#define MAXBUFLEN 100

// получаем sockaddr, IPv4 или IPv6:
void *get_in_addr(struct sockaddr *sa)
{
    if (sa->sa_family == AF_INET) {
        return &(((struct sockaddr_in*)sa)->sin_addr);
    }

    return &(((struct sockaddr_in6*)sa)->sin6_addr);
}

int main(void)
{
    int sockfd;
    struct addrinfo hints, *servinfo, *p;
    int rv;
    int numbytes;
    struct sockaddr_storage their_addr;
    char buf[MAXBUFLEN];
    socklen_t addr_len;
    char s[INET6_ADDRSTRLEN];

    memset(&hints, 0, sizeof hints);
    hints.ai_family = AF_UNSPEC; // если нужен только IPv4, замените на AF_INET
    hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE; // использовать мой IP

    if ((rv = getaddrinfo(NULL, MYPORT, &hints, &servinfo)) != 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo: %sn", gai_strerror(rv));
        return 1;
    }

    // цикл через все результаты, бинд на первый возможный
    for(p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next) {
        if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype,
                p->ai_protocol)) == -1) {
            perror("listener: socket");
            continue;
        }

        if (bind(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1) {
            close(sockfd);
            perror("listener: bind");
            continue;
        }

        break;
    }

    if (p == NULL) {
        fprintf(stderr, "listener: failed to bind socketn");
        return 2;
    }

    freeaddrinfo(servinfo);

    printf("listener: waiting to recvfrom...n");

    addr_len = sizeof their_addr;
    if ((numbytes = recvfrom(sockfd, buf, MAXBUFLEN-1 , 0,
        (struct sockaddr *)&their_addr, &addr_len)) == -1) {
        perror("recvfrom");
        exit(1);
    }

    printf("listener: got packet from %sn",
        inet_ntop(their_addr.ss_family,
            get_in_addr((struct sockaddr *)&their_addr),
            s, sizeof s));
    printf("listener: packet is %d bytes longn", numbytes);
    buf[numbytes] = '';
    printf("listener: packet contains "%s"n", buf);

    close(sockfd);

    return 0;
}


Обратите внимание, что вызывая getaddrinfo() мы наконец-то используем SOCK_DGRAM. Также обратите внимание, что нет необходимости вызывать listen() или accept(). Это один из плюсов использования UDP!

Следующее - код talker.c:

/*
** talker.c -- a datagram "client" demo
*/


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>

#define SERVERPORT "4950"    // порт для соединения

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd;
    struct addrinfo hints, *servinfo, *p;
    int rv;
    int numbytes;

    if (argc != 3) {
        fprintf(stderr,"usage: talker hostname messagen");
        exit(1);
    }

    memset(&hints, 0, sizeof hints);
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;
    hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;

    if ((rv = getaddrinfo(argv[1], SERVERPORT, &hints, &servinfo)) != 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo: %sn", gai_strerror(rv));
        return 1;
    }

    // пробегаемся по результатам и создаём сокет
    for(p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next) {
        if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype,
                p->ai_protocol)) == -1) {
            perror("talker: socket");
            continue;
        }

        break;
    }

    if (p == NULL) {
        fprintf(stderr, "talker: failed to bind socketn");
        return 2;
    }

    if ((numbytes = sendto(sockfd, argv[2], strlen(argv[2]), 0,
             p->ai_addr, p->ai_addrlen)) == -1) {
        perror("talker: sendto");
        exit(1);
    }

    freeaddrinfo(servinfo);

    printf("talker: sent %d bytes to %sn", numbytes, argv[1]);
    close(sockfd);

    return 0;
}


Вот и всё, что необходимо сделать! Запустить "слушателя" на одной машине и "говорилку" на другой! И смотреть, как они общаются.

В принципе, вы не обязаны даже запускать сервер! Вы можете запустить только клиент, и он будет счастливо пулять пакеты в сеть, где они и сгинут, если никто на другом конце вызвать recvfrom(). Помните: UDP-сокет не даёт гарантии, что данные будут доставлены!

За исключением ещё одного случая, которую я уже не раз упоминал - UDP-сокета, устанавливающего соединение. Чтобы превратить наше приложение в устанавливающее соединение, talker должен вызывать connect() и указать адрес listener'а. с этого момента talker сможет отсылать и принимать данные только с адреса, указанного при connect(). И вместо sendto() и recvfrom() вы сможете использовать send() и recv().


К содержанию










Комментарии:

Войдите, чтобы оставить комментарий:












Яндекс.Метрика
 Яндекс цитирования.