Марк Митчелл - Программирование для Linux. Профессиональный подход
% ./socket-client /tmp/socket "Hello, world."
% ./socket-client /tmp/socket "This is a test."
Сервер получит и отобразит эти сообщения. Чтобы закрыть сервер, пошлите ему сообщение "quit":
% ./socket-client /tmp/socket "quit"
5.5.6. Internet-сокеты
UNIX-сокеты используются для организации взаимодействия двух процессов, выполняющихся на одном компьютере. С другой стороны. Internet-сокеты позволяют соединять между собой процессы, работающие на разных компьютерах.
Пространству имен Internet соответствует константа PF_INET. Internet-сокеты чаще всего работают по протоколам TCP/IP. Протокол IP (Internet Protocol) отвечает за низкоуровневую доставку сообщений, осуществляя при необходимости их разбивку на пакеты и последующую компоновку. Доставка пакетов не гарантируется, поэтому они могут исчезать или приходить в неправильном порядке. Каждый компьютер в сети имеет свой IP-адрес. Протокол TCP (Transmission Control Protocol) функционирует поверх протокола IP и обеспечивает надежную доставку сообщений, ориентированную на установление соединений.
DNS-именаЛегче запоминать имена а не числа, поэтому служба DNS (Domain Name Service) закрепляет за IP-адресами доменные имена вида www.codesourcery.com. Служба DNS организована в виде всемирной иерархии серверов имен. Чтобы использовать доменные имена в программах, нет необходимости разбираться в протоколах DNS
Адрес Internet-сокета состоит из двух частей: адреса компьютера и номера порта. Эта информация хранится в структуре типа sockaddr_in. В поле sin_family необходимо записать константу AF_INET, указывающую на то, что адрес принадлежит пространству имен Internet. В поле sin_addr хранится IP-адрес компьютера в виде 32-разрядного целого числа. Благодаря номерам портов можно различать сокеты, создаваемые на одном компьютере. В разных системах многобайтовые значения могут храниться с разным порядком следования байтов, поэтому с помощью функции htons() необходимо преобразовать номер порта в число с сетевым порядком следования байтов.
Функция gethostbyname() преобразует адрес компьютера из текстового представления — стандартного точечного (например, 10.10.10.1) или доменного (например, www.codesourcery.com) — во внутреннее 32-разрядное. Функция возвращает указатель на структуру типа hostent. IP-адрес находится в ее поле h_addr.
Программа, представленная в листинге 5.12, иллюстрирует работу с Internet-сокетами. Программа запрашивает начальную страницу у Web-сервера, адрес которого указан в командной строке.
Листинг 5.12. (socket-inet.c) Чтение страницы с Web-сервера#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
/* Отображение содержимого Web-страницы, полученной из
серверного сокета. */
void get_home_page(int socket_fd) {
char buffer[10000];
ssize_t number_characters_read;
/* Отправка HTTP-команды GET с запросом начальной страницы. */
sprintf(buffer, "GET /n");
write(socket_fd, buffer, strlen(buffer));
/* Чтение данных из сокета. Функция read() может вернуть
не все данные сразу, поэтому продолжаем чтение, пока
не будут получены все данные. */
while (1) {
number_characters_read = read(socket_fd, buffer, 10000);
if (number_characters_read == 0)
return;
/* Запись данных в стандартный выходной поток. */
fwrite(buffer, sizeof(char), number_characters_read, stdout);
}
}
int main(int argc, char* const argv[]) {
int socket_fd;
struct sockaddr_in name;
struct hostent* hostinfo;
/* Создание сокета. */
socket_fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
/* Запись имени сервера в адресную структуру. */
name.sin_family = AF_INET;
/* Преобразование адреса из текстового представления во
внутреннюю форму. */
hostinfo = gethostbyname(argv[1]);
if (hostinfo == NULL)
return 1;
else
name sin_addr = *((struct in_addr*)hostinfo->h_addr);
/* Web-серверы используют порт 80. */
name.sin_port = htons(80);
/* Подключаемся к Web-серверу. */
if (connect(socket_fd, &name,
sizeof(struct sockaddr_in)) == -1) {
perror("connect");
return 1;
}
/* получаем содержимое начальной страницы сервера. */
get_home_page(socket_fd);
return 0;
}
Программа извлекает имя Web-сервера из командной строки (имя не является URL-адресом, т.е. в нем отсутствует префикс http://). Далее вызывается функция gethostbyname(), которая преобразует имя сервера в числовое представление. После этого программа подключает потоковый (TCP) сокет к порту 80 сервера. Web-серверы общаются по протоколу HTTP (Hypertext Transfer Protocol), поэтому программа посылает HTTP-команду GET, в ответ на которую сервер возвращает текст начальной страницы.
Стандартные номера портовПо существующему соглашению Web-серверы ожидают поступления запросов на порт 80. За большинством lntemet-сервисов закреплены стандартные номера портов. Например, защищенные Web-серверы работающие по протоколу SSL. прослушивают порт 443 а почтовые серверы (протокол SMTP) прослушивают порт 25
В Linux связи между именами протоколов/сервисов и номерами портов устанавливаются в файле /etc/services. В первой колонке файла указано имя протокола или сервисе. Во второй колонке приведен номер порта и тип взаимодействия: tcp — для сервисов ориентированных на соединения, и udp — для дейтаграмм.
При реализации собственных сетевых сервисов используйте номере портов, большие чем 1024
Например, чтобы получить начальную страницу с сервера www.codesourcery.com, введите следующую команду:
% ./socket-inet www.codesourcery.com
<html>
<meta http-equiv="Content-Type"
content="text/html; charset=iso-8859-1">
...
5.5.7. Пары сокетов
Как было показано выше, функция pipe() создает два дескриптора для входного и выходного концов канала. Возможности каналов ограничены, так как с файловыми дескрипторами должны работать связанные процессы и данные через канал передаются только в одном направлении. Функция socketpair() создает два дескриптора для двух связанных сокетов, находящихся на одном компьютере. С помощью этих дескрипторов можно организовать двунаправленное взаимодействие процессов.
Первые три параметра функции socketpair() такие же, как и в функции socket(): пространство имен (должно быть PF_LOCAL), тип взаимодействия и протокол. Последний параметр — это массив из двух целых чисел, куда будут записаны дескрипторы сокетов, подобно функции pipe().
Часть II
Секреты Linux
Глава 6
Устройства
Linux, как и большинство операционных систем, взаимодействует с аппаратными устройствами посредством модульных программных компонентов, называемых драйверами. Драйвер скрывает от операционной системы детали взаимодействия с устройством и предоставляет в распоряжение системы стандартный интерфейс обращения к устройству.
В Linux драйверы устройств являются частью ядра и могут подключаться к ядру статически либо по запросу в виде модулей. Драйверы недоступны напрямую пользовательским процессам. Но в Linux имеется особый механизм — специальные файловые объекты, позволяющие процессам взаимодействовать с драйверами, а через них — с аппаратными устройствами. Такие объекты являются частью операционной системы, поэтому программы могут открывать их, читать из них данные и осуществлять запись в них точно так же, как если бы это быта обычные файлы. С помощью низкоуровневых вызовов (описаны в приложении Б, "Низкоуровневый ввод-вывод") или стандартных библиотечных функций ввода-вывода программы могут обмениваться данными с устройствами через файловые объекты
В Linux есть также ряд файловых объектов, предназначенных для доступа к ядру, а не к драйверам устройств. Такие объекты не связаны с аппаратными устройствами. Они реализуют специальные функции, используемые приложениями и системными программами.
Будьте осторожны при доступе к устройствам!Описанные в этой главе методики позволяют непосредственно взаимодействовать с драйверами устройств, работающими в ядра Linux, а через них — с аппаратными устройствами, подключенными к системе. Применить эти методики следует осторожно, чтобы не нарушить работоспособность системы
6.1. Типы устройств
