Лабораторная работа №1 Работа с сокетами Беркли

Лабораторная работа №1 выполняется после изучения материала, посвященного описанию принципов работы с сокетами Беркли.

Цель работы:

написать консольные приложения на языке C/C++, реализующие работу протоколов Time, DayTime и Finger.

Рекомендуемая литература:

Глава 1 Работа с WinSocket данного пособия.

Снайдер Й. Эффективное программирование TCP/IP. Библиотека программиста. – Спб: Питер, 2002. – 230 с.: ил.

Электронный вариант лекций «Основы операционных систем.

Практикум». Лекция 10 «Семейство протоколов TCP/IP. Сокеты (sockets) в UNIX и основы работы с ними». Лекции можно найти в архиве, в файле osintropractice.zip.

Описание протокола Time в спецификации RFC-868 (Archive\Documents\ RFC\rfc868.txt)

Описание протокола Finger в спецификации RFC-1288 (Archive\Documents\RFC\rfc1288.txt)

Примитивы сокетов Беркли Сокет обычно трактуется как дескриптор файла и указывается в качестве параметра практически во всех примитивах.

Примитивы сокетов для TCP

SOCKET (гнездо) Дескриптор сокета, именование ресурса

BIND (связать) Связывает ресурсы (сокет) с локальным адресом хоста

LISTEN (ожидать) Возможность принять данные с указанием размера очереди

ACCEPT (принять) Блокирует сервер до попытки соединения клиента

CONNECT (соединить) Попытка установить соединения

SEND (переслать) Посылает данные по соединению

RECEIVE (получить) Получает данные у соединения

CLOSE (закрыть) Разрывает соединение на стороне сервера и клиента примитивы используются в следующем порядке:

Сторона сервера:

Вызовы примитивов осуществляются в следующем порядке:

SOCKET - создает дескриптор (примерно так же как OPEN при открытии файла) и выделяет для него место в таблице транспортного объекта. При этом сообщается, какая служба необходима, канальная (TCP) или дейтаграммная (UDP).

BIND – привязывает конкретный сетевой адрес к сокету, после чего становится возможной подключение клиентов.

LISTEN – выделяет место для очереди входящих вызовов на случай одновременного обращения нескольких клиентов.

ACCEPT – сервер переходит в режим ожидания (блокируется) до прихода блока с запросом соединения от клиента. При этом создается новый сокет, с теми же параметрами, что и оригинального сокета. Сервер может распараллелить процесс обработки нового сокета, что бы иметь возможность вернуться к ожиданию новых соединений.

Сторона клиента:

SOCKET - аналогично серверу.

CONNECT – блокирует вызывающего до завершения процесса фазы установки соединения, т.е. до подтверждения сервера, что соединение установлено.

Далее между сервером и клиентом идет обмен с использованием RECEIVE и SEND.

Соединение разрывается, если обе стороны используют примитив CLOSE.

Примечание. Для того чтобы выполнить преобразование символьного имени сервера или IP-адреса, в формат, используемый при работе с сетевыми функциями, следует использовать функции gethostbyname и inet_addr соответсвенно.

Также, следует помнить, что аргументы и типы приведённых выше функций, могут различаться в разных ОС, поэтому, для получения более полной информации следует воспользоваться системой помощи в данной системе (команда man в UNIX или MSDN в Windows).

При работе с сокетами в Windows, не забывайте подгрузить, а по окончании работы выгрузить библиотеку реализующую поддержку сокетов через функции WSAStartup/WSACleanup.

Протокол передачи времени Time

Данный протокол предназначен для передачи показаний времени по сети. В сети работают так называемые time-серверы, у которых можно запросить точное время. В ответ на запрос клиента, сервер возвращает время в секундах (32х битное двоичное число), прошедшее с 00:00:00 1 января 1900 года.

Этот протокол может использовать в качестве транспортной службы как UDP-протокол, так и TCP-протокол. Стандартный порт протокола - 37.

Если в качестве транспортной службы используется TCP, взаимодействие осуществляется так:

SERVER: прослушивает 37 порт, ожидая соединений;

CLIENT: запрашивает соединение с портом 37 сервера;

SERVER: посылает время в виде двоичного 32х битного числа;

CLIENT: получает время;

SERVER: закрывает соединение;

CLIENT: закрывает соединение;

Если сервер по каким-либо причинам не может определить время на своей стороне, он отказывается от соединения, не посылая ничего.

Если в качестве транспортной службы используется UDP, взаимодействие осуществляется так:

SERVER: прослушивает 37 порт, ожидая соединений;

CLIENT: посылает серверу пустой UDP-пакет, номер порта = 37;

SERVER: получает пустой UDP-пакет;

SERVER: посылает UDP-пакет, содержащий время в виде двоичного 32х битного числа;

CLIENT: получает UDP -пакет, содержащий время;

Если сервер по каким-либо причинам не может определить время на своей стороне, он отбрасывает полученный пустой UDP-пакет и не посылает ничего в ответ.

Протокол Finger

Сетевой протокол Finger предназначен для предоставления информации о пользователях удалённого компьютера. Стандартный порт протокола - 79. Используя данный протокол, вы можете получить данные о списке пользователей, которые работают в данный момент на интересующей вас ЭВМ, о конкретном пользователе (дата последнего сеанса входа в систему и т.д.), о списке загруженных задач, о типах интерфейсов (например, терминалов). Протокол Finger обеспечивает интерфейс для удаленной информационной программы пользователя (RUIP - Remote User Information Program).

Данный протокол базируется на TCP. Локальная ЭВМ осуществляет TCP-соединение с удаленным узлом через указанный порт. После этого становится доступной программа RUIP и пользователь может посылать ей свои запросы. Каждый запрос представляет собой строку текста. RUIP, получив запрос, анализирует его и присылает ответ, после чего соединение закрывается.

Любые пересылаемые данные должны иметь формат ASCII, не иметь контроля по четности и каждая строка должна завершаться последовательностью CRLF (ASCII 13, за которым следует ASCII 10).

Диалог двух машин через TCP выглядит следующим образом:

SERVER: слушает порт 79;

CLIENT: устанавливает соединение на 79 порт;

CLIENT: посылает имя пользователя;

SERVER: посылает информацию о запрашиваемом пользователе;

CLIENT: принимает;

SERVER: закрывает соединение;

CLIENT: закрывает соединение;

Пример реализации протокола Daytime

В качестве примера, приводится текст программы, реализующей работу Daytime Protocol’а.

 

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/param.h>

#include <sys/time.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <netdb.h>

#include <memory.h>

#include <unistd.h>

#include <time.h>

#define strHost "212.192.122.109"

#define Port 13

int main(void) { int s, res;

int nCharRecv;

struct sockaddr_in clnt_sin;

char timebuf[128];

if ((s=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { printf("Cannot create socket!!!!\n");

return -1;

}

memset ((char *)&clnt_sin, '\0', sizeof(clnt_sin));

clnt_sin.sin_family = AF_INET;

clnt_sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(strHost);

clnt_sin.sin_port = htons(Port);

res = connect (s, (struct sockaddr *)&clnt_sin, sizeof(clnt_sin));

if (res == -1) { perror("connect");

}

else { printf("Connected\n");

}

memset(timebuf, '\0', 128);

nCharRecv = recv(s, &timebuf, sizeof(timebuf), 0);

if (nCharRecv == -1) { printf("Cannot get info from server!!!!\n");

perror("Receive");

return -1;

}

close(s);

printf("Time: %s\n", timebuf);

return 0;

}

 

Задание на лабораторную работу:

Ознакомившись с протоколом в RFC 868 написать программу, запрашивающую время с удаленного сервера через Time Protocol.

Полученное от сервера 32 – битное число необходимо преобразовать в строку и вывести на экран.

Написать программу, запрашивающую информацию о пользователе от удаленного сервера через протокол Finger, описанный в RFC 1288.

Полученную информацию необходимо вывести на экран. Имя пользователя программа должна принимать из командной строки.

Пользоваться готовыми классами, компонентами, библиотеками, реализующими работу с сетью, ЗАПРЕЩЕНО. Все программы должны использовать элементарные функции, работающими с сокетами Беркли.