ネットワークプログラミング 第 7 回「ネットワークとプログラミング (2) 」

1. ２０10年秋学期 Rodney Van Meter ネットワークプログラミング第7回「ネットワークとプログラミング(2)」

2. 今期の授業スケジュール（予定） 第１回 9/28： Introduction / イントロダクション 第２回 10/5：C Basics～Functions, Variables, Data Types・Makefiles 第３回 10/12：C Basics～Command Line Arguments・ Structures ・ Pointers 第４回 10/19：C Basics～Pointers & Arrays ・ Lists 第５回 10/26： file I/O・ Network Protocols 第６回 11/2： Network Programming (1)‏ 第７回 11/9： Network Programming (2)‏ 第８回 11/16： Network Programming （3） 第９回 11/30： Applied Network Programming （1） 第１０回 12/7： Applied Network Programming （２） 第１１回 12/14： Work on Projects 第１2回 12/21： Work on Projects 第１３回1/11： Final Presentations!!!

3. 今日のお題 Last week’s work: TCP-success-server Lecture TCP programming TCP-echo-client getaddrinfo(), gethostbyname()‏ connect()‏ Practice/HW：report-attendance!

4. Stream example (TCP)‏ Server socket()‏ bind()‏ Client listen()‏ socket()‏ accept()‏ Connection Establishmt. connect()‏ 暗黙にbind()‏ Block until connect Data (request)‏ send()‏ recv()‏ Process request Data (reply)‏ send()‏ recv()‏

5. #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <netdb.h> #include <stdio.h> #define BUFMAX 1024 int main(int argc, char *argv[]){ int sd; int cc, svadlen; char buf[BUFMAX] char rmsg[BUFMAX]; struct sockaddr_in cl_addr, sv_addr; /* make socket*/ ???? /* give a name to the socket*/ ???? /* set the socket address*/ ???? /* processing*/ ???? return 0; }

6. 課題：できた？

7. TCPプログラミング

8. TCP(Transmission Control Protocol)‏ 信頼性のある通信を提供 データレート制御：不可・困難 身近な例 電子メール WEB イメージ 電話のやりとり S:もしもし C:もしもし、○○です S:××です。あのさ、、、 server client SYN SYN+ACK ACK データ

9. TCP Comm Flow (server)‏ TCP Server socket()‏ TCP client bind()‏ socket()‏ listen()‏ establish connect()‏ accept()‏ fork(); write()‏ data read()‏ write()‏ data read()‏ read()‏ end close()‏ close()‏ exit();

10. Socketを開いた状態 Socketを開く クライアント プロセス サーバ プロセス Port A Port B Port C ホストA ホストB IP Address: xx.xx.xx.xx. IP Address: yy.yy.yy.yy

11. bind()システムコール int bind(int s, const struct sockaddr *addr, int addrlen) 用意したsocketのアドレスを実際にsocketと結びつける IPアドレスとTCP/UDPのポート番号の組 開いたソケットのステートはclosed 実際のコードでは… bind(listenfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr) 成功なら0、エラーなら-1の返り値

12. Bound to an address Proto LocalAddress ForeignAddress State TCP *.A *.* Closed クライアント プロセス サーバ プロセス Port A Port B Port C ホストA ホストB IP Address: xx.xx.xx.xx. IP Address: yy.yy.yy.yy

13. bind int bind(int sockfd,struct sockaddr *addr,int addrlen); (例)‏ struct sockaddr_in cl_addr; memset((void *)&cl_addr, 0, sizeof(cl_addr)); cl_addr.sin_family = AF_INET; cl_addr.sin_port = htons(0); cl_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/* local host*/ bind(sd,(struct sockaddr *)&cl_addr, sizeof(cl_addr))‏

14. Listen()‏ Proto LocalAddress ForeignAddress State TCP *.A *.* Listen クライアント プロセス サーバ プロセス Port A Port B Port C ホストA ホストB IP Address: xx.xx.xx.xx. IP Address: yy.yy.yy.yy

15. accept() System Call int accept(int s, struct sockaddr *addr, int *addrlen)‏ キューで待っている接続要求を取り出して、そのクライアントと通信するためのディスクリプタを作成して、返す clientにはクライアントのsocketのアドレス、namelenにはclientのサイズ 実際のコードでは… accept(listenfd, (struct sockaddr *) &cliaddr, &clilen) 成功なら新しいFD番号、エラーなら-1の返り値

16. accept()‏ Proto LocalAdddress ForeignAddress State TCP xx.xx.xx.xx.A yy.yy.yy.yy.X Establish Connect()‏ クライアント プロセス サーバ プロセス Port X Port A Port B Port C ホストA ホストB IP Address: xx.xx.xx.xx. IP Address: yy.yy.yy.yy

17. accept()‏ Proto LocalAdddress ForeignAddress State TCP *.A *.* Listen TCP xx.xx.xx.xx.A yy.yy.yy.yy.X Establish Connect()‏ クライアント プロセス サーバ プロセス Port X Port A Port B Port C ホストA ホストB IP Address: xx.xx.xx.xx. IP Address: yy.yy.yy.yy

18. Usage int socket_fd, accept_fd; int client_addrlen; int readlen; struct sockaddr_in server, client; socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0); memset((void *)&server, 0, sizeof(server)); bind(socket_fd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(struct sockaddr_in)); listen(socket_fd, 5); memset((void *)&client, 0, sizeof(client)); client_addrlen = sizeof(client)‏ accept_fd = accept(socket_fd,(struct sockaddr *)&client, (int *)&client_addrlen); ---（read/writeなどの処理）---- close(accept_fd); close(socket_fd); }

19. TCP code flow (client)‏ TCP Server socket()‏ TCP client bind()‏ socket()‏ listen()‏ establish connect()‏ accept()‏ write()‏ data read()‏ write()‏ data read()‏ read()‏ end close()‏ close()‏

20. connect() System Call Connects this socket to the far end #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int connect(int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen); int sockfd; (ソケット記述子)‏ struct sockaddr *serv_addr; (プロトコル対応のアドレス構造体へのポインタ)‏ socklen_t addrlen; (アドレス構造体のサイズ)‏ Return value: 0 on success, -1 on failure client server

21. New-style naming: getaddrinfo() if (error = getaddrinfo(host, service, &hints, &ai)) { fprintf(stderr, "getaddrinfo(%s, %s, ...): %s (%d)\n", host, service, gai_strerror(error), error); exit(-1); } /* loop through addrinfos until we get a good connect */ for (ai2 = ai; ai; ai = ai->ai_next) { socket(); connect(fd, ai->ai_addr, ai->ai_addrlen); /* break; once you get one that works */ }

22. New-style naming: getnameinfo() if (error = getnameinfo(ai->ai_addr, ai->ai_addrlen, hbuf, sizeof(hbuf), sbuf, sizeof(sbuf), NI_NUMERICHOST | NI_NUMERICSERV)) { fprintf(stderr, "getnameinfo(%p, %d, %p, %d, %p, %d, %d): %s(%d)\n", ai->ai_addr, ai->ai_addrlen, hbuf, sizeof(hbuf), sbuf, sizeof(sbuf), NI_NUMERICHOST | NI_NUMERICSERV, gai_strerror(error), error); continue; } fprintf(stdout, "Trying %s port %s...\n", hbuf, sbuf);

23. Using sendto() ssize_t sendto(int s, const void *msg, size_t len, int flags, const struct sockaddr *to, int tolen); （例） if (sendto(sd, (char *)&msg, sizeof(msg), 0 , (struct sockaddr *)&sv_addr, sizeof(sv_addr)) < 0) { perror("sendto"); exit(-1); }

24. read() and write() For a TCP socket, can just use read() and write() once you’re connected Be careful about message ordering!Who is waiting on whom? Also can use send(), recv()

25. Using recvfrom() ssize_t recvfrom()(int s, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *from, int *fromlen); (例)‏ recvlen = recvfrom(sd, (void *)buf, 1024, 0, (struct sockaddr *)&sv_addr, &svadlen);

26. Homework (1): TCP Client for Simple Attendance Server Two arguments: IP address (v4 or v6) Port number Sends student ID number 次ページにポイント説明あり

27. Homework (2): Proposal for Term Project First round: Basic idea (2-3 paragraphs) 2-4 Team members (name, login name/nickname, student ID number) 次ページにポイント説明あり

28. Next Week: More Complete Proposal for Term Project “Value Proposition” (why do I care?) Related work (has it been done before?) Key Idea How you will evaluate Schedule with technical milestones 次ページにポイント説明あり

29. Old style: gethostbyname()‏ Resolves host name to IP address #include <unistd.h> struct hostent gethostname(const char *name); 例 struct sockaddr_in sin; struct hostent *shost; shost = gethostbyname(argv[1]); sin.sin_addr = *(struct in_addr *)hp->h_addr;

30. sample #include <netdb.h> int main (int argc, char *argv[] ) { int sock_fd; struct sockaddr_in sin; char buf[BUF_SIZE]; int readlen; struct hostent *hp; hp = gethostbyname(argv[1]); /* add */ sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(SERV_PORT); sin.sin_addr = *(struct in_addr *)hp->h_addr; }

31. hostent structure struct hostent{ char *h_name; /* official name of host */ char **h_aliases; /* alias list */ int h_addrtype /* host address type */ int h_length /* length of address */ char **h_addr_list; /* list of addresses */ } #define h_addr h_addr_list[0] /* for backward compatibility

32. 練習: ポイント sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(SERV_PORT); sin.sin_addr = *(struct in_addr *)hp->h_addr; connect(sock_fd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)); fgets(buf,sizeof(buf),stdin); write(sock_fd, buf, readlen); readlen = read(sock_fd, buf, sizeof(buf)); printf("%s\n",buf);

33. gethostname()‏ Gets name of your host #include <unistd.h> int gethostname(char *name, size_t len); Return value: 0 on success, -1 on failure 例： char shostname[64]; gethostname(shostname, sizeof(shostname));