筑波大学 システム情報工学研究科
コンピュータサイエンス専攻, 電子・情報工学系
新城 靖
<yas@is.tsukuba.ac.jp>
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http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~syspro/2011/2011-06-08/echo-server-nofork-fdopen.html
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http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~syspro/2011/
http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~yas/
87: void
88: print_my_host_port( int portno )
89: {
90: char hostname[100] ;
91: gethostname( hostname,sizeof(hostname) );
92: hostname[99] = 0 ;
93: printf("run telnet %s(v6) %d \n",hostname, portno );
94: }
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、2011年6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、 cosmos10.coins.tsukuba.ac.jp なら、IPv4 の IP アドレス、 cosmos10v6.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。
95:
96: void
97: tcp_peeraddr_print( int com )
98: {
99: struct sockaddr_storage addr ;
100: socklen_t addr_len ; /* MacOSX: __uint32_t */
101: addr_len = sizeof( addr );
102: if( getpeername( com, (struct sockaddr *)&addr, &addr_len )<0 )
103: {
104: perror("tcp_peeraddr_print");
105: return;
106: }
107: printf("[%d] connection (fd==%d) from ",getpid(),com );
108: sockaddr_print( (struct sockaddr *)&addr, addr_len );
109: printf("\n");
110: }
111:
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。
112: void
113: sockaddr_print( struct sockaddr *addrp, socklen_t addr_len )
114: {
115: char host[BUFFERSIZE] ;
116: char port[BUFFERSIZE] ;
117: if( getnameinfo(addrp, addr_len, host, sizeof(host),
118: port, sizeof(port), NI_NUMERICHOST|NI_NUMERICSERV)<0 )
119: return;
120: if( addrp->sa_family == PF_INET )
121: printf("%s:%s", host, port );
122: else
123: printf("[%s]:%s", host, port );
124: }
125:
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。
126: #define PORTNO_BUFSIZE 30
127:
128: int
129: tcp_acc_port( int portno, int ip_version )
130: {
131: struct addrinfo hints, *ai;
132: char portno_str[PORTNO_BUFSIZE];
133: int err, s, on, pf;
134:
135: switch( ip_version )
136: {
137: case 4:
138: pf = PF_INET;
139: break;
140: case 6:
141: pf = PF_INET6;
142: break;
143: default:
144: fprintf(stderr,"bad IP version: %d. 4 or 6 is allowed.\n",
145: ip_version );
146: goto error0;
147: }
148: snprintf( portno_str,sizeof(portno_str),"%d",portno );
149: memset( &hints, 0, sizeof(hints) );
150: ai = NULL;
151: hints.ai_family = pf ;
152: hints.ai_flags = AI_PASSIVE;
153: hints.ai_socktype = SOCK_STREAM ;
154: if( (err = getaddrinfo( NULL, portno_str, &hints, &ai )) )
155: {
156: fprintf(stderr,"bad portno %d? (%s)\n",portno,
157: gai_strerror(err) );
158: goto error0;
159: }
160: if( (s = socket(ai->ai_family, ai->ai_socktype, ai->ai_protocol)) < 0 )
161: {
162: perror("socket");
163: goto error1;
164: }
165:
166: #ifdef IPV6_V6ONLY
167: if( ai->ai_family == PF_INET6 )
168: {
169: on = 1;
170: if( setsockopt(s,IPPROTO_IPV6, IPV6_V6ONLY,&on,sizeof(on)) < 0 )
171: {
172: perror("setsockopt(,,IPV6_V6ONLY)");
173: goto error1;
174: }
175: }
176: #endif /*IPV6_V6ONLY*/
177:
178: if( bind(s,ai->ai_addr,ai->ai_addrlen) < 0 )
179: {
180: perror("bind");
181: fprintf(stderr,"port number %d can be already used. wait a moment or kill another program.\n", portno );
182: goto error2;
183: }
184: on = 1;
185: if( setsockopt( s, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on) ) < 0 )
186: {
187: perror("setsockopt(,,SO_REUSEADDR)");
188: goto error2;
189: }
190: if( listen( s, 5 ) < 0 )
191: {
192: perror("listen");
193: goto error2;
194: }
195: freeaddrinfo( ai );
196: return( s );
197:
198: error2:
199: close( s );
200: error1:
201: freeaddrinfo( ai );
202: error0:
203: return( -1 );
204: }
205:
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。