Linux程式設計入門 - socket/inetd programming

UNIX Socket Programming基本上是一本書名。Socket programming其實需要相當程度的基礎，我不想在這裡包山包海地，如果您需要徹底研究，可以買這本書來看。在此我想提供一些簡單的Server/Client兩端的簡單寫法，讓你有個起點，做為進一步研究的基礎。很多涉及較複雜的內容的，我在這裡便不詳細說明，您可以照本宣科，照抄著用，稍微熟悉時，再細細研究。

inetd提供被動式的伺服器服務，也就是伺服器是被使用端所啟動，平時則無須存在。例如，ftp, telnetd, pop3,imap, auth等等，這些服務沒有人使用時，無須啟動。此外，inetd將socket轉換成stdin/stdout，因而使得網路服務程式設計大大簡化，您可以只用printf及fgets便可完成處理很複雜的網路協定。


Client

int sock_connect(char *domain,int port)
{ int white_sock; struct hostent * site; struct sockaddr_in me;
site = gethostbyname(domain); if (site==NULL) return -2;
white_sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if (white_sock<0) return -1;
memset(&me,0,sizeof(struct sockaddr_in)); memcpy(&me.sin_addr,site->h_addr_list[0],site->h_length); me.sin_family = AF_INET; me.sin_port = htons(port);
return (connect(white_sock,(struct sockaddr *)&me,sizeof(struct
sockaddr))<0) ? -1 : white_sock;
}

要由Client向伺服器端要求連線的步驟，首先您必須要找出對方的位址，可利用:

gethostbyname()

接下來要建立起一個socket，然後用這個socket來建立連線。

接下來我們利用這個簡單的socket程式來寫一個讀取WWW網頁的簡單瀏覽器(看
html source)。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

int htconnect(char *domain,int port)
{ int white_sock; struct hostent * site; struct sockaddr_in me;
site = gethostbyname(domain); if (site==NULL) return -2;
white_sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if (white_sock<0) return -1;
memset(&me,0,sizeof(struct sockaddr_in)); memcpy(&me.sin_addr,site->h_addr_list[0],site->h_length); me.sin_family = AF_INET; me.sin_port = htons(port);
return (connect(white_sock,(struct sockaddr *)&me,sizeof(struct
sockaddr))<0) ? -1 : white_sock;
}

int htsend(int sock,char *fmt,...)
{ char BUF[1024]; va_list argptr; va_start(argptr,fmt); vsprintf(BUF,fmt,argptr); va_end(argptr); return send(sock,BUF,strlen(BUF),0);
}

void main(int argc,char **argv)
{ int black_sock; char bugs_bunny[3];
if (argc<2) return;
black_sock = htconnect(argv[1],80); if (black_sock<0) return; htsend(black_sock,"GET / HTTP/1.0%c",10); htsend(black_sock,"Host: %s%c",argv[1],10); htsend(black_sock,"%c",10); while (read(black_sock,bugs_bunny,1)>0) printf("%c",bugs_bunny[0]); }
close(black_sock);
}

編譯:

gcc -o ex1 client.c

執行

./ex1 www.linux.org.tw



Server

Listen to a port

要建立起一個網路伺服器，第一步就是要"傾聽遠方"，也就是要Listen。
以下是一般建立服務的方法:

int DaemonSocket;
struct sockaddr_in DaemonAddr;
int BindSocket(void)
{
DaemonSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if (DaemonSocket==-1) return 0; DaemonAddr.sin_family = AF_INET; DaemonAddr.sin_port = htons(DAEMON_PORT); if (bind(DaemonSocket,&DaemonAddr,sizeof(DaemonAddr))<0) { printf("Can not bind!\n"); return 0; } if (listen(DaemonSocket,1024)!=0) { printf("Can not listen!\n"); return 0; }
return 1;
}

Incoming call

要查看是否有連線進來，可用以下方式:

int incoming_call(void)
{ fd_set sock; struct timeval tv; int t;
FD_ZERO(&sock); FD_SET(DaemonpSignal(); if (!BindSocket()) { printf("Can not bind socket!\n"); exit(1); } WriteLock(); }
printf("Chess Daemon is up, have fun!\n");
now = time(NULL);
dlog("----------------------------------------------\n"); dlog( "I am back! %s" "Chess Daemon comes to alive again.\n", asctime((const struct tm*)localtime(&now)) );
do { if (incoming_call()) { if (ConnectClient()) { fd_set sock; struct timeval tv; int t; char BUF[128]; char CC[2]; int n; daemon_printf("Welcome to Chinese Chess Game Center!\n"); FD_ZERO(&sock); FD_SET(ClientSocket,&sock); n = 0; do { tv.tv_sec = 60; tv.tv_usec = 0; t = select(ClientSocket+1,&sock,NULL,NULL,&tv); if (t<=0||!FD_ISSET(ClientSocket,&sock)) ; read(ClientSocket,CC,1); if (CC[0]==13||CC[0]==10||CC[0]==0) { BUF[n] = 0; dlog("%s\n",BUF); if (strncasecmp(BUF,"exit",4)==0) { close(ClientSocket); break; } n = 0; } else { BUF[n]=CC[0]; n++; } } while (1); } } } while (1);
return 1;
}

檢驗

telnet localhost 9901

在處理Connect Client時，事實上可以運用fork或thread來處理多個連線。


inetd programming

利用inetd來做網路程式設計是個既簡單又穩定的設計方法，您不需要考慮到複雜的socket programming。您的設計工作幾乎在設計好通訊協定後就完成了，所需要的技巧，僅為簡單的文字分析技巧。

goodie inet service

首先，我們先來撰寫一個稱為goodie的服務程式。
goodie.c

#include
#include
#include

void main(void)
{ printf("Welcome to goodie service!\n");
}

這個程式很簡單，不是嗎?

編譯

gcc -o goodie goodie.c

設定/etc/services及/etc/inetd.conf

在/etc/services中加入以下這一行

goodie 20001/tcp

其意義為goodie這項服務是在port 20001、TCP協定。

接下來在/etc/inetd.conf中加入以下這一行

goodie stream tcp nowait root /full_goodie_path_name/goodie

各項叄數的意義為



service_name需要為在services中存在的名稱。
sock_type有很多種，大多用的是stream/dgram。
proto一般用tcp/udp。
flags有wait/nowait。
user是您指定該程式要以那一個使用者來啟動，這個例子中用的是root，如果有安全性的考量，應該要改用nobody。一般來說，建議您用低許可權的使用者，除非必要，不開放root使用權。
server_path及args，這是您的服務程式的位置及您所想加入的叄數。

接下來重新啟動inetd

killall inetd
inetd

這樣我們便建立起一個port 20001的goodie service。
現在我們來檢驗一下goodie是否可以執行:

telnet localhost 20001
或
telnet your_host_name 20001

執行結果

Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
Welcome to goodie service!
Connection closed by foreign host.

很簡單不是嗎? 信不信由您，telnet/pop3/imap/ftp都是靠這種方式建立起來的服務。

我們現在來建立一點小小的"網路協定"，這個協定使我們可以輸入"exit"時，離開程式，而其他的指令都是輸出與輸入相同的字串。

#include
#include
#include

void main(void)
{ char buf[1024]; int ok;
printf("Welcome to goodie service!\n"); fflush(stdout);
ok=0; do { while (fgets(buf,1023,stdin)==NULL); if (strncasecmp(buf,"exit",4)==0) ok=1; printf(buf); fflush(stdout); } while (!ok);
}

執行結果

telnet localhost 20001
或
telnet your_host_name 20001

Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
Welcome to goodie service!

輸入"help"

help
help

輸入"exit"

exit
exit
Connection closed by foreign host.

接下來，我們將設計一個稍微複雜一點點的通訊協定，比較通用於一般用途。
#include
#include
#include

char *cmds[]={ "help", "say", "hello", "bye", "exit", NULL
};

int getcmd(char *cmd)
{ int n=0; while (cmds[n]!=NULL) { if (strncasecmp(cmd,cmds[n],strlen(cmds[n]))==0) return n; n++; } return -1;
}

void main(void)
{ char buf[1024]; int ok;
printf("Welcome to goodie service!\n"); fflush(stdout);
ok=0; do { while (fgets(buf,1023,stdin)==NULL); switch (getcmd(buf)) { case -1: printf("Unknown command!\n"); break; case 0: printf("How may I help you, sir?\n"); break; case 1: printf("I will say %s",&buf[3]); break; case 2: printf("How're you doing today?\n"); break; case 3: printf("Si ya, mate!\n"); ok=1; break; case 4: printf("Go ahead!\n"); ok=1; break; } fflush(stdout); } while (!ok);

}

telnet localhost 20001
或
telnet your_host_name 20001

試試看輸入"help"、"say"、"hello"、"bye"、"exit"等等指令，及其它一些不在命令列中的指令。

在設計inetd服務程式時，要特別注意buffer overflow的問題，也就是以下這種狀況:

char buffer_overflow[64];
fscanf(stdin,"%s",buffer_overflow);

歷來幾乎所有的安全漏洞都是由此而來的。
你一定不可這樣用，不論任何理由，類同的用法也不可以。Cracker可以透過將您的buffer塞爆，然後塞進他自己的程式進來執行。

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