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Cでソケットを開いて使用するにはどうすればよいですか?

ネットワークプログラミング用のCプログラミング言語でデータを開いてソケットに書き込む最も簡単で効果的な方法を知りたいです。

17
The.Anti.9

そうです、Cでソケットを使用するのは難しい構文です。 JavaやPythonのような後の言語は、比較すると簡単です。Cでソケットプログラミングを行うために私が見つけた最高のチュートリアルは Beejのネットワークプログラミングガイド 。概要を理解するために最初から始めることをお勧めしますが、コードを機能させる必要がある場合はnowクライアントサーバーの背景 というタイトルのセクションにスキップできます。

幸運を!

25
Bill the Lizard

使用しているプラ​​ットフォームについては言及していませんが、Stevensによる nix Network Programming のコピーを本棚に追加するとよいでしょう。ほとんどのオペレーティングシステムは、ソケット、バインド、接続などを使用してバークレーソケットを実装します。

5
Brian C. Lane

POSIX7最小実行可能クライアントサーバーTCP例

LANに2台のコンピューターを配置します。

次のコマンドを使用して、1台のコンピューターでサーバーを実行します。

./server.out

ifconfigを使用してサーバーコンピューターのIPを取得します。例: 192.168.0.10

他のコンピューターで、次を実行します。

./client.out 192.168.0.10

ここで、クライアントに行を入力すると、サーバーは1ずつ増加した行を返します(ROT-1暗号)。

server.c

#define _XOPEN_SOURCE 700

#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h> /* getprotobyname */
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv) {
    char buffer[BUFSIZ];
    char protoname[] = "tcp";
    struct protoent *protoent;
    int enable = 1;
    int i;
    int newline_found = 0;
    int server_sockfd, client_sockfd;
    socklen_t client_len;
    ssize_t nbytes_read;
    struct sockaddr_in client_address, server_address;
    unsigned short server_port = 12345u;

    if (argc > 1) {
        server_port = strtol(argv[1], NULL, 10);
    }

    protoent = getprotobyname(protoname);
    if (protoent == NULL) {
        perror("getprotobyname");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    server_sockfd = socket(
        AF_INET,
        SOCK_STREAM,
        protoent->p_proto
        /* 0 */
    );
    if (server_sockfd == -1) {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (setsockopt(server_sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &enable, sizeof(enable)) < 0) {
        perror("setsockopt(SO_REUSEADDR) failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    server_address.sin_family = AF_INET;
    server_address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    server_address.sin_port = htons(server_port);
    if (bind(
            server_sockfd,
            (struct sockaddr*)&server_address,
            sizeof(server_address)
        ) == -1
    ) {
        perror("bind");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (listen(server_sockfd, 5) == -1) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    fprintf(stderr, "listening on port %d\n", server_port);

    while (1) {
        client_len = sizeof(client_address);
        client_sockfd = accept(
            server_sockfd,
            (struct sockaddr*)&client_address,
            &client_len
        );
        while ((nbytes_read = read(client_sockfd, buffer, BUFSIZ)) > 0) {
            printf("received:\n");
            write(STDOUT_FILENO, buffer, nbytes_read);
            if (buffer[nbytes_read - 1] == '\n')
                newline_found;
            for (i = 0; i < nbytes_read - 1; i++)
                buffer[i]++;
            write(client_sockfd, buffer, nbytes_read);
            if (newline_found)
                break;
        }
        close(client_sockfd);
    }
    return EXIT_SUCCESS;
}

client.c

#define _XOPEN_SOURCE 700

#include <assert.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h> /* getprotobyname */
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv) {
    char buffer[BUFSIZ];
    char protoname[] = "tcp";
    struct protoent *protoent;
    char *server_hostname = "127.0.0.1";
    char *user_input = NULL;
    in_addr_t in_addr;
    in_addr_t server_addr;
    int sockfd;
    size_t getline_buffer = 0;
    ssize_t nbytes_read, i, user_input_len;
    struct hostent *hostent;
    /* This is the struct used by INet addresses. */
    struct sockaddr_in sockaddr_in;
    unsigned short server_port = 12345;

    if (argc > 1) {
        server_hostname = argv[1];
        if (argc > 2) {
            server_port = strtol(argv[2], NULL, 10);
        }
    }

    /* Get socket. */
    protoent = getprotobyname(protoname);
    if (protoent == NULL) {
        perror("getprotobyname");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, protoent->p_proto);
    if (sockfd == -1) {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* Prepare sockaddr_in. */
    hostent = gethostbyname(server_hostname);
    if (hostent == NULL) {
        fprintf(stderr, "error: gethostbyname(\"%s\")\n", server_hostname);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    in_addr = inet_addr(inet_ntoa(*(struct in_addr*)*(hostent->h_addr_list)));
    if (in_addr == (in_addr_t)-1) {
        fprintf(stderr, "error: inet_addr(\"%s\")\n", *(hostent->h_addr_list));
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    sockaddr_in.sin_addr.s_addr = in_addr;
    sockaddr_in.sin_family = AF_INET;
    sockaddr_in.sin_port = htons(server_port);

    /* Do the actual connection. */
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&sockaddr_in, sizeof(sockaddr_in)) == -1) {
        perror("connect");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    while (1) {
        fprintf(stderr, "enter string (empty to quit):\n");
        user_input_len = getline(&user_input, &getline_buffer, stdin);
        if (user_input_len == -1) {
            perror("getline");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        if (user_input_len == 1) {
            close(sockfd);
            break;
        }
        if (write(sockfd, user_input, user_input_len) == -1) {
            perror("write");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        while ((nbytes_read = read(sockfd, buffer, BUFSIZ)) > 0) {
            write(STDOUT_FILENO, buffer, nbytes_read);
            if (buffer[nbytes_read - 1] == '\n') {
                fflush(stdout);
                break;
            }
        }
    }
    free(user_input);

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

Makefileを使用したGitHub上 。 Ubuntu15.10でテスト済み。

メッセージの長さ

クライアントとサーバーの両方でのread呼び出しは、whileループ内で実行されます。

ファイルから読み取る場合と同様に、OSはメッセージを任意に分割して、処理を高速化する場合があります。一方のパケットがもう一方よりもはるかに早く到着する場合があります。

したがって、プロトコルはメッセージが停止する場所の規則を指定する必要があります。一般的な方法は次のとおりです。

  • 長さインジケーター付きのヘッダー(例:HTTP Content-Length
  • メッセージを終了する一意の文字列。ここでは\nを使用します。
  • サーバーは接続を閉じます:HTTPはそれを許可します https://stackoverflow.com/a/25586633/895245 。もちろん、次のメッセージには再接続が必要なため、制限があります。

次のステップ

この例は、次の理由で制限されています。

  • サーバーは一度に1つのクライアント接続しか処理できません
  • 通信は簡単に同期されます。例:P2Pチャットアプリでは、サーバー(他の人)はいつでもメッセージを送信できます。

これらの問題を解決するには、スレッド化と、場合によってはpollなどの他の呼び出しが必要です。

ネットワークデーモンを作成しない限り、Cでのほとんどのネットワークは、適切なライブラリを使用することにより、ソケットを直接使用するよりも高いレベルで実行できます。

たとえば、HTTPを使用してファイルを取得するだけの場合は、 Neon または libcurl を使用します。それはより単純になり、より高いレベルになり、無料のSSL、IPv6などを利用できるようになります。

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bortzmeyer

Linuxネットワークプログラミングの決定的なガイドでは、ソケットについて簡単に説明し、サーバースレッド、プロトコル設計などの多くのことを説明しています。C、SecondEditionのTCP/IPソケットも優れています。

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SIFE

これまでのところ、ここで多くの良いアドバイスがあります。私は通常C++で記述しますが、「ソケットプログラミングエラーのトップ10を回避する方法」を書いたホワイトペーパーでいくつかの使用法を見つけることができます-ACEツールキットを使用するためのアドバイスは無視してください(C++が必要なため)が、ソケットに注意してください紙の誤り-特に初心者にとっては、簡単に作成でき、見つけるのも困難です。 http://www.riverace.com/sockets10.htm

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stevehuston

基本的なソケットからの読み取りと書き込みは、通常のファイルの読み取りと書き込みよりも難しくありません(書き込みの場合は、読み取りと送信の代わりにrecvを使用してください)。ソケットを開く必要があるときは、少し注意が必要です。その理由は、ソケット(TCP、UDPなど)を使用して通信するさまざまな方法があるためです。

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SoapBox

Tcp4uを試してみることをお勧めします。無料で、ソケットプログラミングが非常に簡単になります。

http://www.jounin.net/tcp4u.html

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Roland Rabien