13.2 Серверы

 Цикл жизни сервера состоит из:

- создания сокета,

- привязки сокета к адресу,

 -вызова  listen , разрешающего соединение с сокетом, вызова  accept , принимающего входящие соединения,

- закрытия сокета.

Данные не читаются и не записываются непосредственно через сокет сервера; вместо этого, каждый раз когда программа принимает новое соединение,  Linux  создает отдельный сокет, используется при передаче данных по этому соединению. В этом разделе рассматриваются вызовы  bind, listen  и  accept .

         С помощью команды  bind  адрес сервера должен быть привязан к сокету. Первый параметр команды - дескриптор файла сокета. Второй параметр - указатель на структуру адреса сервера; формат которого зависит от семейства адреса. Третий параметр - длина структуры адреса, в байтах.

         Когда адрес связан с сокетом стиля соединение, необходимо вызвать  listen , чтобы указать, что это - сервер. Первый параметр команды - дескриптор файла сокета. Второй параметр определяет, длину очереди ожидающих соединений. Если очередь заполнена, дополнительные соединения будут отвергнуты. Это не ограничивает общее количество соединений, которые сервер может обработать; это ограничивает только число клиентов, пытающихся соединиться и не получивших подтверждение.

         С помощью команды  accept  сервер принимает запрос на соединение от клиента. Первый параметр вызова - дескриптор файла сокета. Второй параметр указывает на структуру адреса сокета, в которой хранится адрес клиентского сокета. Третий параметр - длина, в байтах, структуры адреса сокета. Сервер может использовать адрес клиента, чтобы определить, требуется ли действительно взаимодействовать с клиентом.

         Вызов  accept  создает новый сокет для взаимодействия с клиентом и возвращает соответствующий дескриптор файла. Оригинальный сокет сервера продолжает принимать новые клиентские соединения.

 

         Для чтения данных из сокета, без удаления их из входной очереди, используется команда  recv . В качестве параметров передаются теже аргументы, что и в команде read , плюс дополнительный параметр  FLAGS . Флаг  MSG_PEEK указывает, что данные должны быть прочитаны, но не удалены из входной очереди.

13.3 Локальные сокеты

         Сокеты, подключающие процессы на одном компьютере могут использовать локальное пространство имен, представляющий собой синоним для  PF_LOCAL и  PF_UNIX . Они называются локальными сокетами или сокетами UNIX-домена. Адреса этих сокетов, определяемые именами файлов, используются только при создании соединения.

 

 Имя сокета указывается в структуре  sockaddr_un . Если в  AF_LOCAL установлено поле  sun_family , это указывает на то, что адрс в докальном пространстве имен. Поле  Sun_path  указывает, что используется имя файла; максимальная длина поля - 108 байт. Для вычисления длины  struct sockaddr_un используется макрокоманда  SUN_LEN . Может использоваться любое имя файла, но для процесса должно быть установлено право на запись в каталог. Чтоб соединениться с сокетом, процесса должен иметь право на чтения файла. Хотя различные компьютеры могут совместно использовать одну файловую систему, только процессы, запущенные на этом компьютере, могут взаимодействовать используя сокеты локального пространства имен.

 

         Единственный допустимый протокол для локального пространства имен - 0. Поскольку он находится в файловой системе, локальный сокет представлен как файл.

 

         Например, обратите внимание на начальную s:

         % ls -l /tmp/socket

         srwxrwx--x 1 user group 0 Nov 13 19:18 /tmp/socket

 

         Вызов  unlink удаляет локальный сокет, при завершении работы с ним.

Пример использования локальных сокетов

 

 В листинге 13.1 представлена программа сервера, в которой создается локальный сокет и слушает запросы на соединения с сервером. При получении запроса на соединение, сервер читает текстовые сообщения, передаваемые через соединение и печатает их. Если одно из этих сообщений - "выход", программа сервера удаляет сокет и завершается. Программа socket-server предполагает, что путь к сокету передается через параметр командной строки.

 

 Листинг 13.1 (socket-server.c)

         #include <stdio.h>

         #include <stdlib.h>

         #include <string.h>

         #include <sys/socket.h>

         #include <sys/un.h>

         #include <unistd.h>

         /*       Чтение текста из сокета и вывод его на печать. Продолжение цикла до закрытия сокета.

          *       В качестве результата возвратит не ноль, если клиент передал сообщение "quit", иначе 0 */

         int server (int client_socket)

         {

                   while (1) {

                            int length;

                            char* text;

                            /* Сначала из сокета прочитать длину текстого сообщения. Если в качестве результата возвратиться 0,

                               то клиент закрыл соединение */

                            if (read (client_socket, &ength, sizeof (length)) == 0)

                                      return 0;

                            /* выделить место в буфере для хранения текста */

                            text = (char*) malloc (length);

                            /* Чтение текста и распечатка */

                            read (client_socket, text, length);

                            printf ("%s\n", text);

                            /* Освободить буфер */

                            free (text);

                            /* Если от клиента поступило сообщение "quit", завершить работу */

                            if (!strcmp (text, "quit"))

                                      return 1;

                   }

         }

         int main (int argc, char* const argv[])

         {

                   const char* const socket_name = argv[1];

                   int socket_fd;

                   struct sockaddr_un name;

                   int client_sent_quit_message;

                   /* Создать сокет */

                   socket_fd = socket (PF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0);

                   /* Определить что это сервер */

                   name.sun_family = AF_LOCAL;

                   strcpy (name.sun_path, socket_name);

                   bind (socket_fd, &name, SUN_LEN (&name));

                   /* Слушать (ожидать) соединения */

                   listen (socket_fd, 5);

                   /* Неоднократно принимать соединения, создавая для каждого клиента server().

                      Продолжать до получения от клиента сообщения "quit" */

                   do {

                            struct sockaddr_un client_name;

                            socklen_t client_name_len;

                            int client_socket_fd;

                            /* Принимать соединение */

                            client_socket_fd = accept (socket_fd, &client_name, &client_name_len);

                            client_sent_quit_message = server (client_socket_fd);

                            /* Закрыть соединение с нашей стороны */

                            close (client_socket_fd);

                   }

                   while (!client_sent_quit_message);

                   /* Удалить файл сокета */

                   close (socket_fd);

                   unlink (socket_name);

                   return 0;

         }

 

 Клиент-программа, представленная в листинге 13.2, соединяется с локальным сокетом и посылает сообщения. Путь к сокету и сообщения передаtтся через командную строку.

 

 Листинг13.2  (socket-client.c)

         #include <stdio.h>

         #include <string.h>

         #include <sys/socket.h>

         #include <sys/un.h>

         #include <unistd.h>

         /* Записать TEXT в сокет, переданный дескриптором файла SOCKET_FD */

         void write_text (int socket_fd, const char* text)

         {

                   /* Записать в строку количество байт, включая NUL-терминал */

                   int length = strlen (text) + 1;

                   write (socket_fd, &length, sizeof (length));

                   /* Записать строку */

                   write (socket_fd, text, length);

         }

         int main (int argc, char* const argv[])

         {

                   const char* const socket_name = argv[1];

                   const char* const message = argv[2];

                   int socket_fd;

                   struct sockaddr_un name;

                   /* Создать сокет */

                   socket_fd = socket (PF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0);

                   /* Сохранить имя сервера в адресе сокета */

                   name.sun_family = AF_LOCAL;

                   strcpy (name.sun_path, socket_name);

                   /* Соединиться с сокетом */

                   connect (socket_fd, &name, SUN_LEN (&name));

                   /* Записать текст командной строки в сокет */

                   write_text (socket_fd, message);

                   close (socket_fd);

                   return 0;

         }

 

         Перед передачей сообщения, посылается размер сообщения в байтах в качестве переменной length. Сервер сохраняет размер сообщения, для выделения памяти под сообщение. Чтобы выполнить этот пример, необходимо запустить сервер-программу в одном окне, определить путь к сокету.

 

 Например,  /tmp/socket .

         % ./socket-server /tmp/socket

 

 В другом окне запустить клиент-программу несколько раз, опеределяя один и тот же путь сокета и посылая клиенту сообщение:

         % ./socket-client /tmp/socket "Hello, world."

         % ./socket-client /tmp/socket "This is a test."

 

 Сервер-программа получает и печатает эти сообщения. Для закрытия соединения, клиент посылает сообщение "quit":

         % ./socket-client /tmp/socket "quit"

 

 Сервер-программа завершена.