Варианты заданий, страница 4

Параметр flags, имеющийся18только у вызова recv(), позволяет установить некоторые специфическиережимы работы, которые в рассматриваемой задаче не нужны. В дальнейшем изложении мы будем использовать вызов read(), что позволит использовать одни и те же фрагменты кода с потоками различной природы(кроме сокетов, это могут быть стандартные ввод и вывод, каналы типаpipe и др.)Вызов read() производит чтение из потока. Прочитанные данные располагаются в буфере, на который указывает параметр buf. Читается неболее чем len байт данных, что позволяет избежать переполнения буфера.Если в указанном потоке отсутствуют данные, готовые к прочтению, вызов блокирует вызваавший процесс до тех пор, пока данные не появятся, итолько после их прочтения вернет управление.Вызов возвращает −1 в случае ошибки.

В случае успешного чтениявозвращается положительное число, означающее количество прочитанныхбайт. Естественно, это число не может быть больше len. Случай, когдавызов вернет 0, рассматривается в §2.4.3.Необходимо учитывать, что сообщение, отправленное клиентской программой по сети через потоковый сокет, не обязательнобудет прочитано на стороне сервера в один прием. Например, клиент отправил текстовую строку "Just a string\n", имеющую длину 14байт. Вполне возможно, что она будет прочитана за один вызов read(),однако механизм сетевых сокетов такой гарантии не дает.

Это означает,что очередной вызов read() может, например, прочитать 4 байта "Just",следующий за ним - 5 байт " a str", и, наконец, еще один - оставшиеся"ing\n" В связи с этим сервер обязательно должен иметь накопительныйбуфер, в котором принятые данные будут храниться до тех пор, пока небудет получена команда целиком. Команды можно отделять друг от друга, например, символом перевода строки или пустой строкой (два переводастроки подряд).2.4.2ЗаписьДля записи в сокет можно пользоваться вызовом write():#include <unistd.h>size_t write(int fd, const void *buf, size_t len);либо специально предназначенным для сокетов вызовом send():#include <sys/types.h>19#include <sys/socket.h>size_t send(int fd, const void *buf, size_t len,unsigned int flags);Параметр fd задает файловый дескриптор (в случае send() это обязательно должен быть дескриптор сокета); buf указывает на буфер, содержащийданные, которые необходимо передать через сокет; len задает количествоэтих данных.

Параметр flags, имеющийся только у вызова send(), позволяет установить некоторые специфические режимы работы, которые в рассматриваемой задаче не нужны. Как и в случае с чтением, в дальнейшемизложении мы отдадим предпочтение вызову write(), как более универсальному.Вызов возвращает −1 в случае ошибки. В случае успешного чтениявозвращается положительное число, означающее количество переданныхбайт.

Естественно, это число не может быть больше len.Следует обратить особое внимание на передачу ограничительных символов. Рассмотрим пример. Допустим, в программе задана строковая константа:const char juststring[50] = "This is just a string\n";Тогда вызовwrite(sd, juststring, 21);передаст в сокет fd строку без символа перевода строки и без ограничительного нуля; вызовwrite(sd, juststring, 22);или, что то же самое,write(sd, juststring, strlen(juststring));передаст ту же строку уже с символом перевода строки, но по-прежнемубез ограничивающего нуля, что может привести к ошибкам при обработкена другой стороне соединения, если только не предпринять специальныхмер по восстановлению ограничителя. Грубой ошибкой будет вызовwrite(sd, juststring, sizeof(juststring));20В рассматриваемом примере такой вызов передаст в сокет 24 байта полезной информации и 26 байт случайного мусора, который, будучи проинтерпретирован как очередная команда или ее часть, вызовет ошибки.

А еслибы мы описали juststring не как массив, а как указатель, передано былобы и вовсе ровно 4 байта (размер указателя на большинстве современныхархитектур).Более правильно было бы написать примерно так:write(sd, juststring, strlen(juststring)+1);если, конечно, вам не мешает перевод строки. Если же его передача нежелательна, вставьте на его место ограничительный 0 и уже после этого передавайте.2.4.3Разрыв соединения и обработка разрываЗавершить работу с сокетом можно с помощью вызова shutdown:#include <sys/socket.h>int shutdown(int sd, int how);Параметр sd задает дескриптор сокета, how – что именно следует прекратить.

При how == 0 сокет закрывается на чтение, при how == 1 – на запись,при how == 2 – полностью (в оба направления). В рассматриваемой задачетребуется только последний вариант.Вызов shutdown() прекращает работу с сокетом, однако сам сокет вместе с файловым дескриптором продолжает существовать.

Чтобы окончательно избавиться от ненужного сокета и освободить дескриптор, следуетзакрыть его вызовом close():#include <unistd.h>int close(int fd);Естественно, сокет будет также закрыт, если завершился процесс, в котором этот сокет использовался, и других процессов, использующих тот жесокет (например, дочерних процессов, созданных вызовом fork(), когдасокет уже существовал) не осталось.Узнать о том, что ваш партнер по коммуникации разорвал соединение,можно по значению, возвращаемому вызовом read() или recv(). В случае, если все данные из сокета прочитаны и на противоположном концесоединение закрыто, вызов чтения из сокета вернет 0.21Следует учитывать, что, если сокет в таком состоянии включить в множество дескрипторов, обрабатываемых вызовом select() (см.§2.3), то вызов вернет управление немедленно, причем дескриптор рассматриваемогосокета будет помечен как готовый на чтение.

Вызов же на чтение опятьвернет 0. Поэтому, если не предусмотреть в программе корректнойобработки ситуации “конец файла” на дескрипторах сокетов, возможно ее зацикливание при разрыве соединения одним из клиентов.2.52.5.1Организация программы-клиентаУстановление соединенияКак и в случае программы-сервера, для случая программы-клиента потребуется сокет, однако на этот раз сокет требуется только один.

Создать егонеобходимо точно так же, как это делается в сервере, вызовом socket()(см. §2.2.1).В случае, если по каким-то причинам вам необходимо указать IP-адрес и/или порт,с которого должно исходить создаваемое клиентское соединение, можно применить ксокету вызов bind() (см. §2.2.2). Однако такие ситуации редки и при выполнении задания практикума возникнуть не должны.Чтобы установить соединение с сервером, необходимо воспользоватьсявызовом connect():#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr,size_t addrlen);Здесь sockfd – дескриптор сокета, полученный в результате выполнениявызова socket(); serv_addr – указатель на структуру, содержащую адрессервера; наконец, addrlen – размер структуры адреса в байтах.Как и в §2.2.2, для хранения адреса используем структуру типаstruct sockaddr_in.

Естественно, чтобы связаться с сервером, необходимо каким-либо образом узнать (например, запросить у пользователя) IPадрес и порт сервера. Номер порта, как и раньше, необходимо перевести всетевой порядок байт функцией htons(). Что касается IP-адреса, то, имеяего текстовое представление (например, строку "192.168.10.12"), можновоспользоваться функцией inet_aton() для формирования структуры типа struct in_addr (напомним, что поле sin_addr структуры sockaddr_inимеет именно этот тип):22#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);Здесь cp – строка, содержащая текстовое представление IP-адреса, а inpуказывает на структуру, подлежащую заполнению. Функция возвращаетненулевое значение, если заданная строка является записью валидного IPадреса, и 0 в противном случае.Допустим, дескриптор сокета хранится в переменной sockfd, нужныйнам IP-адрес содержится в строке char *serv_ip, а порт – в переменнойport в виде целого числа.

Тогда подготовка и вызов connect() могут выглядеть так:struct sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(port);if(!inet_aton(serv_ip, &(addr.sin_addr))) {/* Ошибка - введен невалидный IP-адрес */}if (0 != connect(sockfd, (struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr))){/* Здесь следует поместить обработку ошибки connect */}2.5.2Встречные потоки данных и их обработкаВстречные потоки данных. Программа-клиент обычно имеет дваосновных потока данных. Первый из них образуют данные, введенныепользователем (то есть, например, прочитанные со стандартного ввода), которые после необходимых преобразований передаются серверу через сокет.Второй поток образуют данные, полученные от сервера в качестве отклика;после преобразований они тем или иным способом передаются пользователю (например, через поток стандартного вывода).Это не создает никаких проблем, если мы считаем, что сервер способенчто-либо передавать клиенту исключительно в рамках ответа на очереднуюкоманду.

В этом случае мы можем действовать по следующей схеме:1. Распечатываем приглашение;232. Считываем команду, введенную пользователем;3. Формируем и передаем команду серверу;4. Ожидаем отклика сервера;5. Преобразуем полученную информацию;6. Выдаем ее пользователю;7. Переходим на начало.Схема работы оказывается строго последовательной благодаря тому, что,пока сервер не отозвался на нашу команду, пользователь лишается возможности что-либо вводить, а пока пользователь не завершил свой ввод,программа не обрабатывает данные, поступающие от сервера.Однако такая схема работы лишает нас возможности принимать от сервера сообщения о событиях, никак не связанных с нашими командами.