筑波大学 システム情報系 情報工学域 新城 靖 <yas@cs.tsukuba.ac.jp>
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/echo-server-nofork-fdopen.html
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http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~syspro/2017/
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119: #define HOST_NAME_MAX 256 120: void 121: print_my_host_port( int portno ) 122: { 123: char hostname[HOST_NAME_MAX+1] ; 124: 125: gethostname( hostname,HOST_NAME_MAX ); 126: hostname[HOST_NAME_MAX] = 0 ; 127: printf("run telnet %s %d \n", hostname, portno ); 128: } 129:gethostname() システムコールで自分自身のホスト名を取り出している。(正 式には、gethostname() の結果とインターネット的なホスト名(IPアドレスと 対応している))が一致して異ないことがある。
coins では、2017年5月現在、IPv4 を主に使い、普通のホスト名ではIPv4 の IPアドレスが返されるようにっている。IPv6 のIPアドレスは、ホスト名の末尾 に v6 を付けた名前で引けるようなっている。たとえば、 crocus10.coins.tsukuba.ac.jp なら、IPv4 の IP アドレス、 crocus10v6.coins.tsukuba.ac.jp なら、IPv6 の IP アドレスが引けるように なっている。
一般的には、同じホスト名で IPv4 と IPv6 の両方のアドレスを登録すること もできる。移行の過程では、片方のアドレスで接続を試みて時間切れを起こし た後に別のアドレスで接続を試みるとしう処理が入るために、応答時間が増大 することがある。
130: void 131: tcp_peeraddr_print( int com ) 132: { 133: struct sockaddr_storage addr ; 134: socklen_t addr_len ; /* MacOSX: __uint32_t */ 135: 136: addr_len = sizeof( addr ); 137: if( getpeername( com, (struct sockaddr *)&addr, &addr_len )<0 ) 138: { 139: perror("tcp_peeraddr_print"); 140: return; 141: } 142: printf("[%d] connection (fd==%d) from ",getpid(),com ); 143: sockaddr_print( (struct sockaddr *)&addr, addr_len ); 144: printf("\n"); 145: } 146:通信相手のアドレス(IPアドレスとポート番号)は、getpeername() システムコー ルで得られる。得たアドレスを、sockaddr_print() に渡して表示している。
147: void 148: sockaddr_print( struct sockaddr *addrp, socklen_t addr_len ) 149: { 150: char host[BUFFERSIZE] ; 151: char port[BUFFERSIZE] ; 152: 153: if( getnameinfo(addrp, addr_len, host, sizeof(host), 154: port, sizeof(port), NI_NUMERICHOST|NI_NUMERICSERV)<0 ) 155: return; 156: if( addrp->sa_family == PF_INET ) 157: printf("%s:%s", host, port ); 158: else 159: printf("[%s]:%s", host, port ); 160: } 161:IP アドレスは、IPv4 では、32 ビット(int)であり、 ポート番号は、16 ビット(sort)である。 ここでは、getnameinfo() ライブラリ関数を用いてホスト名とポート番号の 文字列表現に変換している。この時、NUMERIC と指定しいるので、 IPv4 では、ドット「.」で区切られた10進数4つになる。
getnameinfo() が使われている部分では、以前は、gethostbyaddr() が使われ ていた。
162: #define PORTNO_BUFSIZE 30 163: 164: int 165: tcp_acc_port( int portno, int ip_version ) 166: { 167: struct addrinfo hints, *ai; 168: char portno_str[PORTNO_BUFSIZE]; 169: int err, s, on, pf; 170: 171: switch( ip_version ) 172: { 173: case 4: 174: pf = PF_INET; 175: break; 176: case 6: 177: pf = PF_INET6; 178: break; 179: default: 180: fprintf(stderr,"bad IP version: %d. 4 or 6 is allowed.\n", 181: ip_version ); 182: goto error0; 183: } 184: snprintf( portno_str,sizeof(portno_str),"%d",portno ); 185: memset( &hints, 0, sizeof(hints) ); 186: ai = NULL; 187: hints.ai_family = pf ; 188: hints.ai_flags = AI_PASSIVE; 189: hints.ai_socktype = SOCK_STREAM ; 190: if( (err = getaddrinfo( NULL, portno_str, &hints, &ai )) ) 191: { 192: fprintf(stderr,"bad portno %d? (%s)\n",portno, 193: gai_strerror(err) ); 194: goto error0; 195: } 196: if( (s = socket(ai->ai_family, ai->ai_socktype, ai->ai_protocol)) < 0 ) 197: { 198: perror("socket"); 199: goto error1; 200: } 201: 202: #ifdef IPV6_V6ONLY 203: if( ai->ai_family == PF_INET6 ) 204: { 205: on = 1; 206: if( setsockopt(s,IPPROTO_IPV6, IPV6_V6ONLY,&on,sizeof(on)) < 0 ) 207: { 208: perror("setsockopt(,,IPV6_V6ONLY)"); 209: goto error1; 210: } 211: } 212: #endif /*IPV6_V6ONLY*/ 213: 214: if( bind(s,ai->ai_addr,ai->ai_addrlen) < 0 ) 215: { 216: perror("bind"); 217: fprintf(stderr,"Port number %d\n", portno ); 218: goto error2; 219: } 220: on = 1; 221: if( setsockopt( s, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on) ) < 0 ) 222: { 223: perror("setsockopt(,,SO_REUSEADDR)"); 224: goto error2; 225: } 226: if( listen( s, 5 ) < 0 ) 227: { 228: perror("listen"); 229: goto error2; 230: } 231: freeaddrinfo( ai ); 232: return( s ); 233: 234: error2: 235: close( s ); 236: error1: 237: freeaddrinfo( ai ); 238: error0: 239: return( -1 ); 240: } 241:
この関数の引数は、ポート番号(整数値)と IP のバージョン(4か6、整数値)を取る。 まず、IPのバージョンに応じて、Protocol Family (PF_) を選択している。 socket() の引数で、PF_INET/PF_INET6 の変りに、AF_INET/AF_INET6 と書いて もよい。ここでは、Protocol を選んでいるので、PF_ が正しいが、実際には、 PF_INET と AF_INET は同じであり、また、多くのテキストで混在されて使われ いる。
次に、getaddrinfo() を使って、socket() システム・コール、および、 bind() システム・コールに渡すためのパラメタを整えている。 hints.ai_family には、 PF_INET か PF_INET6 を設定している。 hints.ai_socktype に SOCK_STREAM を設定している。これにより、TCP を意味 する。ポート番号は、引数で与えられたもの(を、文字列に変換したもの)を指 定している。
hints.ai_flags には、AI_PASSIVE を指定し、 getaddrinfo() の第一引数とし て NULL を指定している。複数の IP アドレスがある時には、どれに要求が来 ても受け付ける。特定の IP アドレスを指定すると、そのアドレスに来た要求 だけを受け付けるようになる。IPv4 の時代には、IPアドレスとして INADDR_ANY という定数を指定することが一般的であった。
次に、クライアント側と同様に、ソケットを、socket() システムコールで作成 している。 PF_INET と SOCK_STREAMの組み合わせ または、 PF_INET6 と SOCK_STREAMの組み合わせ なので、TCP を使うことを意味する。
IPv6 の場合、setsockopt() で IPV6_V6ONLY というオプションを有効にしてい る。これで、IPv6 が指定された時には、IPv6 のみで接続要求を受け付ける。 このオプションをつけないと、IPv4射影アドレス(IPv4-mapped address)でも 要求を受け付けることになる。意図せずこのアドレスでもサービスを提供する とセキュリティ上の問題が生じることがある。
ソケットが作成できたら、bind() システムコールで、サーバ側で利用するア ドレス(IPアドレスとポート番号)を設定する。IP アドレスとポート番号は、 getaddrinfo() で返されたものを使っている。
次に、setsockopt() で、SO_REUSEADDR オプションを設定している。これによ り、同じ IP アドレスとポート番号で(連続して)サービスを提供することがや りやすくなる。ただし、可能性は低いが、前のプロセスと新しいプロセスで、 通信内容が混じってしまう危険性がある。
次に、listen() システムコールにより、要求受け付けを開始する。第2引数 は、最大何個のクライアントを接続要求待ちで待たせるか(待ち行列の長さ) を指定する。 重たいサーバを設計する時には、キューの長さを調節する。Apache (WWW サー バ) などでは、500 程度になっていることがある。
注意:このプログラムには 複数のクライアントに対してサービスを同時に提供できない という問題がある。