Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Компьютерные сети. Лабораторный практикум

Стр 1 из 7Следующая ⇒

Создание последовательного сервера с установлением логического соединения TCP

Цель работы: изучить методы создания серверов с установлением логи- ческого соединения TCP, используя алгоритм последовательной обработки запросов.

Стек протоколов TCP/IP. История и перспективы стека TCP/IP

Протокол – набор правил и действий (очерёдности действий), позволяю- щий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более вклю- чёнными в сеть устройствами.

Стек протоколов – набор протоколов различных уровней, достаточный для организации взаимодействия в сети.

Transmission Control Protocol /Интернет Protocol (TCP / IP) – это промыш- ленный стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей.

Агентство DARPA (Defense Advance Research Projects Agency) разработа- ло стек TCP/IP (Transmission Control Protocol/Интернет Protocol) для объедине- ния в сеть компьютеров различных подразделений министерства обороны США (Department of Defence, DoD) в 70-х годах прошлого века. В настоящее время стек TCP/IP является самым популярным средством организации составных сетей. До 1996 года бесспорным лидером был стек протоколов IPX/SPX компании Novell, но затем картина резко изменилась – стек TCP/IP по темпам роста числа установок намного стал опережать другие стеки, а с 1998 года вышел в лидеры и в абсолютном выражении.

Стандарты TCP /IP опубликованы в серии документов, названных Request for Comments (RFC). Документы RFC описывают внутреннюю работу сети Ин- тернет. Некоторые RFC описывают сетевые сервисы или протоколы и их реа- лизацию, в то время как другие обобщают условия применения.

Лидирующая роль стека TCP /IP объясняется следующими его свойствами:

1. Это наиболее завершенный стандартный и в то же время популярный стек сетевых протоколов, имеющий многолетнюю историю.

2. Почти все большие сети передают основную часть своего трафика с по- мощью протокола TCP / IP.

3. Это метод получения доступа к сети Интернет.

4. Этот стек служит основой для создания интранет – корпоративной сети, использующей транспортные услуги сети Интернет и гипертекстовую технологию WWW.

5. Все современные операционные системы (ОС) поддерживают стек

TCP/IP.

6. Это гибкая технология для соединения разнородных систем как на уровне транспортных подсистем, так и на уровне прикладных сервисов.

7. Это устойчивая масштабируемая межплатформенная среда для приложе- ний клиент-сервер.

Структура стека TCP/IP. Краткая характеристика протоколов

Структура протоколов TCP /IP приведена на рисунке 1. Протоколы

TCP / IP делятся на четыре уровня.

HTTP, HTTPs

SNMP

FTP

Telnet

SMTP

TFTP

TCP

UDP

ICMP

RIP

OSPF

ARP RARP

III

Не регламентируется

Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, SLIP, PPP

Уровни Уровни

Модели стека

OSI TCP / IP

Рисунок 1 – Стек TCP / IP

Самый нижний (уровень IV) соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP /IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня: для локальных сетей это Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Eyhernet, 10GEthernet, 100GEthernet, 100VG -AnyLAN, Token Ring, FDDI, для глобальных сетей – про- токолы соединений «точка-точка» SLIP и PPP, протоколы территориальных се- тей с коммутацией пакетов X.25, Frame Relay. Разработана также специальная спецификация, определяющая использование технологии ATM в качестве транспорта канального уровня. Обычно при появлении новой технологии ло- кальных или глобальных сетей она быстро включается в стек TCP /IP за счет разработки соответствующего RFC, определяющего метод инкапсуляции паке- тов IP в ее кадры.

Следующий уровень (уровень III) – это уровень межсетевого взаимодей- ствия, который занимается передачей пакетов с использованием различных транспортных технологий локальных и территориальных сетей, линий специ- альной связи и т. п.

В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке используется протокол IP, который изначально проектировался как про-

токол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рацио- нально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Протокол IP является дейтаграмм- ным протоколом, то есть он не гарантирует доставку пакетов до узла назначе- ния, но старается это сделать.

К уровню межсетевого взаимодействия относятся и все протоколы, свя- занные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие как про- токолы сбора маршрутной информации RIP (Routing Интернет Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First), а также протокол межсетевых управляющих сообще- ний ICMP (Internet Control Message Protocol). Последний протокол предназна- чен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и уз- лом – источником пакета. С помощью специальных пакетов ICMP сообщается о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжи- тельности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т.п.

Следующий уровень (уровень II) называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP и протокол дейтаграмм пользователя UDP. Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообще- ний между удаленными прикладными процессами за счет образования вирту- альных соединений. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных паке- тов дейтаграммным способом, как и IP, но выполняет только функции связую- щего звена между сетевым протоколом и многочисленными прикладными про- цессами.

Верхний уровень (уровень I) называется прикладным. За долгие годы ис- пользования в сетях различных стран и организаций стек TCP /IP накопил большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. К ним отно- сятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования фай- лов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, ис- пользуемый в электронной почте сети Интернет, гипертекстовые сервисы дос- тупа к удаленной информации, такие как WWW, и многие другие. Остановимся несколько подробнее на некоторых из них.

Протокол пересылки файлов FTP (File Transfer Protocol) реализует уда- ленный доступ к файлу. Для того чтобы обеспечить надежную передачу, FTP использует в качестве транспорта протокол с установлением соединений – TCP. Кроме пересылки файлов протокол FTP предлагает и другие услуги.

В стеке TCP /IP протокол FTP предлагает наиболее широкий набор услуг для работы с файлами, однако он является и самым сложным для программиро- вания. Приложения, которым не требуются все возможности FTP, могут ис- пользовать другой, более экономичный протокол – простейший протокол пере- сылки файлов TFTP (Trivial File Transfer Protocol). Этот протокол реализует

только передачу файлов, причем в качестве транспорта используется более простой, чем TCP, протокол без установления соединения – UDP.

Протокол telnet обеспечивает передачу потока байтов между процессами, а также между процессом и терминалом. Наиболее часто этот протокол исполь- зуется для эмуляции терминала удаленного компьютера. При использовании сервиса telnet пользователь фактически управляет удаленным компьютером так же, как и локальный пользователь, поэтому такой вид доступа требует хорошей защиты.

Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol) используется для организации сетевого управления. Изначально протокол SNMP был разработан для удаленного контроля и управления маршрутизаторами Интернет, которые традиционно часто называют также шлюзами. С ростом популярности прото- кол SNMP стали применять и для управления любым коммуникационным обо- рудованием – концентраторами, мостами, сетевыми адаптерами и т.д.

Протокол TCP

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) работает, как и протокол UDP, на транспортном уровне. Он обеспечивает надежную транспортировку данных между прикладными процессами путем установления логического со- единения.

Единицей данных протокола TCP является сегмент. Информация, посту- пающая к протоколу TCP в рамках логического соединения от протоколов бо- лее высокого уровня, рассматривается протоколом TCP как неструктурирован- ный поток байтов. Поступающие данные буферизуются средствами TCP. Для передачи на сетевой уровень из буфера «вырезается» некоторая непрерывная часть данных, называемая сегментом.

Не все сегменты, посланные через соединение, будут одного и того же размера, однако оба участника соединения должны договориться о максималь- ном размере сегмента, который они будут использовать. Этот размер выбирает- ся таким образом, чтобы при упаковке сегмента в IP -пакет он помещался туда целиком, то есть максимальный размер сегмента не должен превосходить мак- симального размера поля данных IP -пакета. В противном случае пришлось бы выполнять фрагментацию, то есть делить сегмент на несколько частей, для того чтобы он вместился в IP -пакет.

Аналогичные проблемы решаются и на сетевом уровне. Для того чтобы избежать фрагментации, должен быть выбран соответствующий максимальный размер IP -пакета. Однако при этом должны быть приняты во внимание макси- мальные размеры поля данных кадров (MTU) всех протоколов канального уровня, используемых в сети. Максимальный размер сегмента не должен пре- вышать минимальное значение на множестве всех MTU составной сети.

Установление TCP-соединений

В протоколе TCP, как и в UDP, для связи с прикладными процессами ис- пользуются порты. Номера портам присваиваются следующим образом: име-

ются стандартные, зарезервированные номера (например, номер 21 закреплен за сервисом FTP, 23 – за telnet), а менее известные приложения пользуются произвольно выбранными локальными номерами.

Как говорилось выше, для организации надежной передачи данных пре- дусматривается установление логического соединения между двумя приклад- ными процессами. В рамках соединения осуществляется обязательное под- тверждение правильности приема для всех переданных сообщений, и при необ- ходимости выполняется повторная передача. Соединение в TCP позволяет вес- ти передачу данных одновременно в обе стороны, то есть полнодуплексную пе- редачу.

Соединение в протоколе TCP идентифицируется парой полных адресов обоих взаимодействующих процессов (оконечных точек). Адрес каждой из оконечных точек включает IP -адрес (номер сети и номер компьютера) и номер порта. Одна оконечная точка может участвовать в нескольких соединениях.

Установление соединения выполняется в следующей последовательно-

сти:

1. При установлении соединения одна из сторон является инициатором. Она посылает запрос к протоколу TCP на открытие порта для передачи (active open).

2. После открытия порта протокол TCP на стороне процесса-инициатора по- сылает запрос процессу, с которым требуется установить соединение.

3. Протокол TCP на приемной стороне открывает порт для приема данных (passive open) и возвращает квитанцию, подтверждающую прием за- проса.

4. Для того чтобы передача могла вестись в обе стороны, протокол на при- емной стороне также открывает порт для передачи (active port) и также передает запрос к противоположной стороне.

5. Сторона-инициатор открывает порт для приема и возвращает квитанцию. Соединение считается установленным. Далее происходит обмен данными в рамках данного соединения.

Для UDP соединений существует своя схема взаимодействия между при- ложениями, которая будет подробно рассмотрена в следующих лабораторных работах.

Схема работы сервера определяется не только протоколом взаимодейст- вия с клиентом (TCP или UDP), но и тем, какой механизм реализован на серве- ре по обработке клиентских запросов (последовательный или параллельный). В данном практикуме будут рассмотрены следующие типы серверов:

· последовательный сервер с установлением логического соединения;

· последовательный сервер без установления логического соединения;

· параллельный многопоточный сервер с установлением логического со- единения;

· параллельный многопроцессный сервер с установлением логического соединения;

· однопотоковый параллельный сервер с установлением логического со- единения;

· параллельный сервер с установлением логического соединения, ис- пользующий пул потоков.

Определить, какой из типов серверов использовать, достаточно непросто, так как для оценки работы сервера следует анализировать несколько парамет- ров, как минимум это, время реакции, максимальное число обслуженных за- просов в секунду (интенсивность), число отказов обслуживания, и на какой ин- тенсивности они начинают возникать. Всё определяется теми задачами, кото- рые решает сервер, и тем окружением, в котором он функционирует. Это могут быть и области, где наилучшим решением окажется простейший последова- тельный сервер и такие, где это решение неприемлемо. Кроме того, следует учитывать и такие аспекты, как трудоёмкость реализации, потребление ресур- сов (в частности оперативной памяти), простота отладки, сопровождения и др.

1.5. Алгоритм работы последовательного сервера с установлением логического соединения

Покажем обобщенный алгоритм работы последовательного сервера с ус- тановлением логического соединения:

1. Создать сокет и установить связь с локальным адресом.

2. Перевести сокет в пассивный режим, подготавливая его для использо- вания сервером.

3. Принять из сокета следующий запрос на установление соединения и получить новый сокет для соединения.

4. Считывать в цикле запросы от клиента, формировать ответы и отправ- лять клиенту.

5. После завершения обмена данными с конкретным клиентом закрыть соединение и возвратиться к этапу 3 для приема нового запроса на установле- ние соединения.

На рисунке 2 показана схема организации работы последовательного сер- вера с установлением логического соединения.

Рисунок 2 – Схема организации работы последовательного сервера с установления логического соединения

Методические указания по созданию последовательного сервера с установлением логического соединения (TCP)

В качестве примера приведем следующую задачу.

Осуществить взаимодействие клиента и сервера на основе протокола TCP. Функционирование клиента и сервера реализовать следующим образом: клиент посылает произвольный набор символов серверу и получает назад коли- чество символов «а» в этом наборе.

Необходимо написать два проекта на С – клиент и сервер. Начнем с сер- верной части.

Серверная часть

При разработке приложений для клиента и сервера для обмена структу- рами данных или пакетами используются сокеты. Сокет – это абстрактный объ- ект для обозначения одного из концов сетевого соединения. Он предназначен для создания механизма обмена данными. Реализация сокетов осуществляется в API WinSock.

В версии 1.1 WinSock любого поставщика имеется библиотека WSOCK 32.DLL (или winsock.dll для 16-разрядных операционных систем), по- зволяющая реализовать программный интерфейс WinSock. Интерфейс версии 2 в системе Windows поддерживается одной динамической библиотекой WS 2_32. dll, которая для обслуживания различных сетей может использовать протоколы и системы распознавания имен различных разработчиков. Библиотека WS 2_32.dll поддерживает как функции WinSock 1.1, так и ряд дополнительных функций, впервые появившихся в спецификации WinSock 2. Данную библиотеку необходимо подключить к проекту, выполненному в VC ++: Project –

> Settings – вкладка Links – к списку подключаемых библиотек через пробел до- бавляем ws 2_32. lib.

В тексте программы этот интерфейс разработки приложений подключает- ся с помощью директивы # include:

#include <winsock2.h>

Кроме того, подключим уже известные заголовочные файлы:

#include <iostream.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h>

Для того чтобы можно было использовать интерфейс программирования WinSock, его необходимо инициализировать с помощью функции WSAStartup (wVersionRequested,& wsaData).

Первый параметр функции WSAStartup () – это значение типа word, кото- рое определяет максимальный номер версии WinSock, доступный приложению. Первая цифра версии находится в младшем байте, вторая – в старшем.

Функция WSAStartup () возвращает значение wsasysnotready, если динами- ческая библиотека поддержки WinSock или соответствующая подсистема сети не инициализирована, инициализирована некорректно или не найдена. Кроме того, с помощью этой функции приложение сообщает системе версию WinSock, которая должна использоваться. Как правило, при вызове функции WSAStartup () необходимо указывать максимальный допустимый номер версии. Если он меньше, чем версии, поддерживаемые данной динамической библиоте- кой, функция WSAStartup () возвратит значение wsavernotsupported.

Второй параметр – структура wsaData – содержит номер версии, которая должна использоваться (поле wVersion), максимальный номер версии, поддер- живаемый данной библиотекой (поле wHighVersion), текстовые строки с описа- нием реализации WinSock, максимальное число сокетов, доступных процессу и максимально допустимый размер дейтаграмм.

Инициализация WinSock с помощью функции WSAStartup () в нашей про- грамме описывается так:

int main(){

WORD wVersionRequested; WSADATA wsaData;

wVersionRequested=MAKEWORD(2,2); WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);

В данной работе нас интересуют сокеты потоков (SOCK_STREAM), кото- рые позволяют гарантировать бесперебойную доставку данных в нужном по- рядке и без дублирования. В TCP /IP -реализации WinSock сокеты потоков ис-

пользуют протокол TCP (Transmission Protocol). Сокеты потоков обеспечи- вают пересылку больших объемов данных без потерь и нарушения порядка. Кроме того, при закрытии соединения приложения получат извещение об этом событии.

Для создания сокета используется функция socket (domain,type,protocol). Она принимает три параметра: домен, тип сокета и протокол. Домен – это абст- ракция, подразумевающая конкретную структуру адресации и протоколы, оп- ределяющие типы сокетов внутри домена. Примерами коммуникационных до- менов могут быть: UNIX домен, Интернет домен, и т.д. В Интернет домене сокет – это комбинация IP -адреса и номера порта, которая однозначно опреде- ляет отдельный сетевой процесс во всей глобальной сети Интернет. Два соке- та, один для хоста-получателя, другой – для хоста-отправителя, определяют со- единение для протоколов, ориентированных на установление связи, таких, как TCP.

Вызов функции socket () выглядит следующим образом:

SOCKET s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

Первый параметр означает, что с этим сокетом будут использоваться ад- реса Интернет; следующие два аргумента задают тип создаваемого сокета и протокол обмена данными через него. В приведенном примере создается сокет потока, использующий протокол TCP.

Если третий параметр функции socket () сделать равным нулю, протокол будет выбран автоматически в зависимости от семейства адресов и типа сокета. Можно явно указать константы:

IPPROTO _ UDP – протокол UDP (смотри лабораторную работу №2),

IPPROTO _ TCP – протокол TCP / IP.

Если функция socket () выполняется успешно, она возвращает дескриптор нового сокета. Если же ее работа завершается аварийно, возвращается значе- ние 0, и для получения подробной информации об ошибке необходимо вызвать функцию WSAGetLastError ().

Для связывания конкретного адреса с сокетом используется функция bind (s, addr, addrlen). В нее передается дескриптор сокета, указатель на струк- туру адреса и длина этой структуры. Дескриптор сокета – это значение, кото- рое возвращает функция socket (). Структура адреса – это структура типа sockaddr _in.

struct sockaddr_in local; local.sin_family=AF_INET; local.sin_port=htons(1280); local.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

int c=bind(s,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local));

В поле sin _ addr структуры sockaddr _ in хранится физический IP -адрес компьютера в формате структуры in _ addr, описанной в заголовочном файле

winsock 2.h. Вместо поля s _addr можно подставлять INADDR _ANY. это позволя- ет сокету посылать или принимать данные через любой IP -адрес данного ком- пьютера. Обычно компьютер имеет только один IP -адрес, хотя в принципе на нем может быть установлено несколько сетевых адаптеров, каждый со своим IP -адресом. Если сокет должен использовать только один из них, его необхо- димо указать явно. Для этого нередко используется функция inet _addr (“…”), которая принимает в качеств аргумента ASCII -строку десятичной нотации IP -адреса с точкой и возвращает переменную типа u _long, содержащую этот адрес в формате поля s _addr. Кроме нее, существует функция inet _ntoa (address), которая выполняет обратное преобразование, принимая пе- ременную типа u _long и возвращая адрес в виде ASCII -строки.

Поле sin _ family всегда имеет значение AF _ INET. Поле sin _ port определяет порт, который будет ассоциирован с сокетом.

Для привязки приложение может использовать любой номер порта от 1 до 65535, хотя этот диапазон обычно делится на следующие поддиапазоны:

0 – нe используется. Если передать 0 в качестве номера порта, будет ав- томатически выбран используемый порт с номером между 1 024 и 5 000.

1 – 255 – зарезервированы для сетевых служб: FTP, telnet, finger и т.д.

256 – 1 023 – зарезервированы для других служб общего назначения, на- пример функций маршрутизации.

1 024 – 4 999 – служат для портов клиентов. Обычно сокеты приложений- клиентов используют номера портов именно из этого диапазона.

5 000 – 65 535. Используются для определяемых пользователем портов приложений-серверов.

Вместо простого присвоения констант полей sin _port и sin _addr исполь- зовалось преобразование типов с помощью функций htons (n) и htonl (n) Эти функции предназначены для изменения порядка следования байтов в парамет- рах порта и адреса, для преобразования их в общий сетевой формат для 16-разрядных и 32-разрядных значений соответственно.

После создания сокета и привязки его к адресу необходимо каким-то об- разом установить соединение с клиентом. Для этого используется функция listen (s, l), которая помещает сокет в состояние прослушивания:

int r=listen(s,5);

Вызов этой функции инициирует ожидание запроса клиента на открытие соединения. Параметр l содержит количество запросов, которое должно посту- пить для того, чтобы приложение согласилось установить соединение. Напри- мер, если этот параметр равен 2 и приложение по каким-то причинам отка- залось открыть соединение, третий клиент, который попытается подключиться к серверу, получит код ошибки wsaeconnrefused. Первые два запроса будут от- правлены в очередь для их последующей обработки сервером.

При получении запроса клиента открытие соединения выполняется с по- мощью функции accept ():

SOCKET accept (SOCKET s, struct sockaddr FAR * addr, int FAR* addrlen)

Как обычно, в качестве первого параметра передается сокет, ожидающий запроса. Второй и третий параметры используются для получения адреса сокета клиента, который запрашивает соединение. Если соединение открывается ус- пешно, функция accept () возвращает дескриптор на новый сокет, который будет использоваться для управления новым соединением. Если произошла ошибка, функция accept () возвращает код invalid _socket, и для получения более подроб- ной информации об ошибке необходимо вызвать функцию WSAGetLastError().

Исходный сокет продолжит ожидание запросов на новые соединения, ко- торые затем открываются снова с помощью функции accept (). Каждое открытое соединение управляется отдельным сокетом, дескриптор которого возвращает- ся из этой функции.

В нашем примере это выглядит так:

while (true){

char buf[255],res[100],b[255],*Res;

//структура определяет удаленный адрес,

//с которым соединяется сокет sockaddr_in remote_addr;

int size=sizeof(remote_addr);

SOCKET s2=accept(s,(struct sockaddr*)&remote_addr,&size);

Для выполнения задачи нам необходимо осуществлять прием и передачу данных. Ввод исходной строки выполнит клиент и передаст ее серверу, чтобы тот проанализировал ее и отослал назад клиенту количество букв «а» в этой строке.

Для приема данных через сокет потока используется функция recv (). Вот ее прототип: int recv (SOCKET s, char FAR * buf, int len, int flags); Параметры buf и len определяют соответственно буфер для приема данных и его длину. Пара- метр flags может принимать значения MSG _ OOB для приема привилегирован- ных данных или MSG _ PEEK для заполнения буфера без удаления данных из входной очереди, но, как правило, мы пишем его равным нулю.

Если во входной очереди находятся данные для сокета, функция recv () возвращает количество прочитанных байтов, которое равно объему доступных данных во входной очереди и не превосходит значения len. При корректном за- крытии соединения возвращается значение 0, а при аварийном – значение SOCKET_ERROR. Для определения точного кода ошибки необходимо вызвать функцию WSAGetLastError().

Пересылка данных выполняется с помощью функции send ():

int send (SOCKET s, const char FAR *buf, int len, int flags)

Функция send () принимает в качестве аргументов указатель на буфер, со- держащий пересылаемые данные, и его длину, а также параметр flags. Если этот параметр равен msg _dontroute, в пересылаемый набор данных не включа- ется информация о маршрутизации; если его значение равно msg _oob, посыла- ется поток привилегированных (out -of -band) данных.

Объем данных, пересылаемых одним вызовом функции send (), не должен превышать размера пакета, максимально допустимого в данной сети. При по- пытке пересылки большего объема данных функция send () завершится аварий- но, а функция WSAGetLastError () возвратит код ошибки WSAEMSGSIZE.

Работу с одним клиентом поместим в цикл, чтобы была возможность вво- дить несколько строк.

while (recv(s2,b,sizeof(b),0)!=0){ int i=0;

for (unsigned j=0;j<=strlen(b);j++) if (b[j]=='a') i++;

_itoa(i,res,10);

Res=new char[strlen(res)+1]; strcpy(Res,res); Res[strlen(res)]='\0';

//Посылает данные на соединенный сокет send(s2,Res,sizeof(Res)-2,0);

}

Для завершения работы сокета его необходимо закрыть с помощью функции closesocket (): int closesocket (SOCKET s). Эта функция принимает единственный аргумент – дескриптор закрываемого сокета, но ее поведение оп- ределяется также параметрами сокета, установленными с помощью функции setsockopt (). Текущие параметры можно узнать, вызвав функцию getsockopt (). Результат работы функции closesocket () определяется параметрами SO _ LINGER и SO _ DONTLINGER.

Если параметр SO _DONTLINGER равен TRUE, функция closesocket () воз- вратит значение «немедленно», но перед закрытием сокета будет предпринята попытка пересылки всех оставшихся данных. Обычно это называется коррект- ным закрытием.

Если параметр SO _LINGER равен TRUE и установлена ненулевая задерж- ка, также выполняется корректное закрытие с попыткой пересылки всех остав- шихся в буфере данных, но функция closesocket () не возвращает значения до тех пор, пока не будут пересланы все данные или пока не истечет срок задерж-

ки. Если параметр SO _LINGER равен TRUE и задержка равна нулю, сокет за- крывается немедленно, а все оставшиеся в буфере данные теряются.

Закроем сокет в нашей программе:

closesocket(s2);

}

Другие способы закрытия сокета. Если сокет больше не используется, процесс может закрыть его с помощью функции close (s), вызвав ее с соответст- вующим дескриптором сокета: close (s).

Если данные были ассоциированы с сокетом, обещающим доставку (со- кет типа stream), система будет пытаться осуществить передачу этих данных. Тем не менее, по истечении довольно-таки длительного промежутка времени, если данные все еще не доставлены, они будут отброшены. Если пользователь- ский процесс желает прекратить любую передачу данных, он может сделать это с помощью вызова shutdown на данном сокете для его закрытия. Вызов shutdown вызывает «моментальное» отбрасывание всех стоящих в очереди дан- ных. Формат вызова следующий: shutdown (s, how), где how имеет одно из сле- дующих значений:

0 – если пользователь больше не желает читать данные; 1 – если данные больше не будут посылаться;

2 – если данные не будут ни посылаться, ни получаться.

Завершая программу, нужно прекратить работу с WinSock DLL, вызвав функцию:

WSACleanup();

}

Клиентская часть

Ниже приведена программа клиента.

#include <winsock2.h> #include <iostream.h> #include <stdlib.h>

int main(){

WORD wVersionRequested; WSADATA wsaData;

wVersionRequested=MAKEWORD(2,2); WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);

struct sockaddr_in peer; peer.sin_family=AF_INET; peer.sin_port=htons(1280);

/ /т.к. клиент и сервер на одном компьютере,

/ / пишем адрес 127.0.0.1

peer.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1"); SOCKET s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

connect(s,(struct sockaddr*) &peer,sizeof(peer));

char buf[255],b[255];

cout<<"Enter the string, please"<<endl; cin.getline(buf,100,'\n');

send(s,buf,sizeof(buf),0);

if (recv(s,b,sizeof(b),0)!=0){

b[strlen(b)]='\0'; / /Удаление ненужных символов

/ / в конце строки

cout<<b<<endl;

}

closesocket(s);

WSACleanup();

return 0;

}

Клиентская часть использует функции, которые описаны ранее. Новая функция, которая не вызывается в серверной части, – connect (s, addr, addrlen). С помощью этой функции приложение-клиент посылает запрос на от- крытие соединения. Параметры addr, addrlen используются для указания адреса и порта, к которому необходимо подсоединиться. Структура sockaddr, переда- ваемая в функцию connect (), должна быть идентичной структуре, передаваемой в функцию bind () на сервере.

Индивидуальные задания

Разработать приложение, реализующее архитектуру «клиент-сервер». Не- обходимо реализовать последовательный сервер с установлением логического соединения (TCP). Логику взаимодействия клиента и сервера реализовать сле- дующим образом:

1. Клиент посылает два числа серверу и одну из математических опера- ций: «*», «/», «+», «–»,– сервер соответственно умножает, делит, складывает либо вычитает эти два числа и посылает ответ назад клиенту.

2. Клиент посылает слово серверу, сервер возвращает назад в обратном порядке следования букв это слово клиенту.

3. Клиент посылает два числа серверу m и n, сервер возвращает m!+ n!

этих чисел назад клиенту.

4. Клиент посылает два слова серверу, сервер их сравнивает и возвраща- ет «истина», если они одинаковы по количеству и порядку следования в них букв, и «ложь»– при невыполнении хотя бы одного из этих условий.

5. Клиент посылает произвольный набор латинских букв серверу и по- лучает их назад упорядоченными по алфавиту.

6. Клиент посылает серверу произвольный набор символов, сервер за- мещает каждый четвертый символ на «%».

7. Сервер генерирует прогноз погоды на неделю. Клиент посылает день недели и получает соответствующий прогноз.

8. Клиент посылает серверу произвольные числа и получает назад коли- чество чисел, кратных трем.

9. Клиент посылает серверу символьную строку, содержащую пробелы, и получает назад ту же строку, но в ней между словами должен находиться только один пробел.

10. Клиент посылает серверу слово. Сервер определяет, является ли это слово палиндромом (палиндром – слово, читающееся одинаково как слева на- право и справа налево).

11. Клиент посылает серверу два числа и получает назад НОД (наиболь- ший общий делитель) этих чисел.

12. Клиент посылает серверу число от 0 до 10 и получает назад название этого числа прописью.

13. Клиент посылает серверу координаты точки Х и У в декартовой сис- теме координат. Сервер определяет, в какой координатной четверти находится данная точка и посылает результат назад клиенту.

14. Клиент посылает серверу координаты прямоугольной области и точки в декартовой системе координат. Сервер определяет, лежит ли данная точка в прямоугольной области, и посылает результат назад клиенту.

15. Клиент посылает серверу шестизначный номер билета. Сервер опре- деляет, является ли этот билет «счастливым». «Счастливым» называется такой билет, у которого сумма первых трех цифр равна сумме последних трех. Сервер посылает результат назад клиенту.

Контрольные вопросы

1. Какая технология называется межсетевым обменом (Интернет working)?

2. Объясните понятие «протоколы» в контексте технологий обмена дан- ными. Что они включают? Приведите примеры.

3. Назовите отличия TCP / IP от других средств передачи данных.

4. Дайте определение понятию «сокет».

5. Опишите функцию, которая используется для приема данных через со- кет потока (протокол TCP).

6. Назовите функцию, используемую для создания сокета. Опишите ее параметры.

7. Опишите функцию, которая используется для пересылки данных че- рез сокет потока (протокол TCP).

8. Что возвращает функция accept () в том случае, если соединение от- крывается успешно?

9. Назовите функцию, которая используется в приложении-клиенте для посылки запроса на открытие соединения. Опишите ее параметры.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Барановичи БарГУ 2015

Составитель:

Е. Г. Шапович, преподаватель кафедры информационных систем и технологий

Компьютерные сети. Лабораторный практикум: пособие / Е.Г. Шапович. – Барановичи: БарГУ, 2015. – 76 с.

Состоит из шести лабораторных работ, нацеленных на создание консольных приложений архитектуры «клиент-сервер» с конкретным типом сервера. Каждая лабораторная работа содержит основной теоретический материал по тематике работы, методические указания по созданию того или иного типа сервера, индивидуальные задания и контрольные вопросы.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................... 5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.................................................................................................. 6

1.1 СТЕК ПРОТОКОЛОВ TCP/IP. ИСТОРИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ СТЕКА TCP/IP.................................. 6

СТРУКТУРА СТЕКА TCP/IP. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОТОКОЛОВ.................................................... 7

ПРОТОКОЛ TCP............................................................................................................................... 9

УСТАНОВЛЕНИЕ TCP-СОЕДИНЕНИЙ..................................................................................................................... 9

АЛГОРИТМ РАБОТЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СЕРВЕРА С УСТАНОВЛЕНИЕМ ЛОГИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ............................................................................................................................................................................ 11