ネットワーク プログラミング用に 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。
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そうです、C でソケットを使用する構文は難しいのです。Java や Python などの新しい言語では、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の最良のチュートリアルは、Beej's Guide to Network Programmingです。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、コードを今すぐ機能させる必要がある場合は、 Client-Server Background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!
あなたが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Unix Network Programmingのコピーを本棚に追加することをお勧めします。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 Berkley Sockets を実装しています。
POSIX 7 最小限の実行可能なクライアント サーバー TCP の例
自宅の WiFi ネットワークなど、LAN に 2 台のコンピュータを接続します。
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
などでサーバーコンピュータのIPを取得しifconfig
ます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、クライアントで行を入力すると、サーバーは行を 1 ずつ増やして返します (ROT-1 cypher)。
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 を使用して GitHub で。Ubuntu 15.10 でテスト済み。
メッセージの長さ
read
クライアントとサーバーの両方での呼び出しは、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 は処理を高速化するために任意にメッセージを分割する場合があります。たとえば、あるパケットが他のパケット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 を使用します
\n
。 - サーバーは接続を閉じます: HTTP はhttps://stackoverflow.com/a/25586633/895245を許可します。次のメッセージには再接続が必要なため、もちろん制限されています。
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
- 通信は単純に同期されます。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 のような他の呼び出しが必要poll
です。
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 (read の代わりに recv を使用し、write の場合は send を使用します)。ソケットを開く必要がある場合は、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。
私は通常 C++ で書いていますが、私が書いたホワイト ペーパー「How to avoid the Top Ten Sockets Programming Errors」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ようにというアドバイスは無視してください (C++ が必要なため)。紙のエラー - 特に初心者にとっては、作成するのは簡単ですが、見つけるのは難しいです。 http://www.riverace.com/sockets10.htm