Linux: Полное руководство

Сокет — это двунаправленный канал между двумя компьютерами в сети, который обеспечивает конечную точку соединения. «Двунаправленный» означает, что данный могут передаваться в двух направлениях — от клиента к серверу и наоборот. Понятие сокета — абстрактное, это как бы программный соединитель, через который обмениваются данными программа-сервер и программа-клиент.

Сокет-интерфейс используется для получения доступа к транспортному уровню протокола TCP/IP и представляет собой набор системных вызовов операционной системы и библиотечных функций на языке С. Все эти функции можно условно разделить на три группы:

♦ управляющие функции;

♦ функции установления связи;

♦ функции сетевого ввода/вывода.

Общий алгоритм работы сетевой программы, использующей сокеты:

1. Подготовить (создать) сокет — функция socket().

2. Связать сокет — функция bind().

3. Установить связь с удаленным компьютером (клиенту — установить связь, а серверу — ожидать установления связи).

4. Произвести обмен данными — функции recv() и send().

5. Завершить сеанс связи — close() и shutdown().

Библиотечные функции для работы с сокетами находятся в заголовочном файле sys/socket.h, поэтому для любой сетевой программы обязательна следующая директива:

#include

27.3.2. Создание и связывание сокета

Основная задача управляющих функций — организовать взаимодействие двух компьютеров, точнее процессов, а также завершить сеанс связи этих процессов. К управляющим функциям относятся функции:

♦ socket() — создание сокета;

♦ bind() — связывание сокета;

♦ close() и shutdown() — завершение сеанса связи.

Начнем по порядку, а именно, с функции socket(). Ее прототип следующий:

#include

#include

extern int socket(int __domain, int __type,

 int __protocol) __THROW;

Первый аргумент определяет набор протоколов. Особо вдаваться в подробности не будем — просто всегда в качестве параметра domain передавайте значение AF_INET, что означает использование стека протоколов TCP/IP.

Аргумент type позволяет установить режим работы: с установлением соединения и без такового — значения SOCK_STREAM и SOCK_DGRAM соответственно. Для непосредственного доступа к протоколам IPv4 используется параметр SOCK_RAW. Для его использования нужно подключить заголовочный файл:

#include

Третий параметр лучше всего установить равным 0. В этом случае будет выбран протокол по умолчанию в зависимости от режима работы:

TCP, если мы выбрали режим SOCK_STREAM;

UDP, если мы выбрали SOCK_DGRAM.

Если вы установили значение SOCK_RAW, вы можете указывать в качестве последнего параметра непосредственно значения из файла /etc/protocols. Фрагмент этого файла приведен ниже.

Листинг 27.2. Фрагмент файла /etc/protocols

ip   0 IP   # Протокол Интернета

icmp 1 ICMP # Протокол ICMP

igmp 2 IGMP # Протокол IGMP

            # (Internet Group Management Protocol)

ggp  3 GGP  # Протокол GGP (gateway-gateway )

tcp  6 TCP  # Протокол TCP

udp 17 UDP  # Протокол UDP

Если сокет создан успешно, функция возвращает дескриптор сокета — целое положительное число. В случае ошибки функция возвращает значение -1 (отрицательное число). Вот небольшой пример:

int sock;

sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

if (sock==-1) {

 printf("Ошибка при создании сокета\n");

 exit(1);

}

Чтобы связать созданный нами сокет с локальным портом, например, 1234, нужно использовать системный вызов bind():

#include

#include

#include

extern int bind(int fd, struct sockaddr *addr,

 socklen_t len) __THROW;

Первый аргумент функции задает дескриптор нашего сокета. Второй — это указатель на структуру типа sockaddr. Все структуры данного типа определены в файле socket.h:

# define __SОСKADDR_ALLTYPES \

 __SOCKADDR_ONETYPE (sockaddr) \

 __SOCKADDR_ONETYPE (sockaddr_at) \

 __SОСKADDR_ONETYPE (sockaddr_ax25) \

 __SOCKADDR_ONETYPE (sockaddr_dl) \

 __SOCKADDR_ONETYPE (sockaddr_eon) \

 __SОСKADDR_ONETYPE (sockaddr_in) \

 __SOCKADDR_ONETYPE (sockaddr_in6) \

 __SОСKADDR_ONETYPE (sockaddr_inarp) \

 __SOCKADDR_ONETYРЕ (sockaddr_ipx) \

 __SОСKADDR_ONETYPE (sockaddr_iso) \

 __SОСKADDR_ONETYPE (sockaddr_ns) \