システムプログラム（第7週）: ネットワーク・プログラミング／サーバ側

                                       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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今日の重要な話

• TCP/IP サーバ側のプログラム
  • tcp_acc_port() (socket()/listen())
  • accept()
  • (snprintf())

補足

fprintf() を使えば、snprintf() や strcpy() は多くの場合で不要になる。

画面に表示するプログラム(1)

main()
{
       printf("hello %s %d\n","world",100);
}

#include <stdio.h>
main()
{
       fprintf(stdout,"hello %s %d\n","world",100);
}

{
       fprintf(out,"hello %s %d\n","world",100);
}

復習

• TCP/IPの基本的な考え方
• 通信路の開設

echoサーバ

echo-server-nofork-fdopen.c

echo-server-nofork-fdopen.c のmain()

   1:	
   2:	/*
   3:	        echo-server-nofork-fdopen.c -- 受け取った文字列をそのまま返すサーバ(fork無し版)
   4:	        ~yas/syspro/ipc/echo-server-nofork-fdopen.c
   5:	        Created on 2004/05/09 19:08:47
   6:	*/
   7:	#include <stdio.h>
   8:	#include <stdlib.h>     /* exit() */
   9:	#include <sys/types.h>  /* socket(), wait4() */
  10:	#include <sys/socket.h> /* socket() */
  11:	#include <netinet/in.h> /* struct sockaddr_in */
  12:	#include <sys/resource.h> /* wait4() */
  13:	#include <sys/wait.h>   /* wait4() */
  14:	#include <netdb.h>      /* getnameinfo() */
  15:	#include <string.h>     /* strlen() */
  16:	
  17:	extern  void echo_server( int portno, int ip_version );
  18:	extern  void echo_receive_request_and_send_reply( int com );
  19:	extern  void print_my_host_port( int portno );
  20:	extern  void tcp_peeraddr_print( int com );
  21:	extern  void sockaddr_print( struct sockaddr *addrp, socklen_t addr_len );
  22:	extern  int  tcp_acc_port( int portno, int pf );
  23:	extern  int fdopen_sock( int sock, FILE **inp, FILE **outp );
  24:	
  25:	main( int argc, char *argv[] )
  26:	{
  27:	    int portno, ip_version;
  28:	        if( !(argc == 2 || argc==3) ) {
  29:	            fprintf(stderr,"Usage: %s portno {ipversion}\n",argv[0] );
  30:	            exit( 1 );
  31:	        }
  32:	        portno = strtol( argv[1],0,10 );
  33:	        if( argc == 3 )
  34:	            ip_version = strtol( argv[2],0,10 );
  35:	        else
  36:	            ip_version = 4; /* IPv4 by default */
  37:	        echo_server( portno, ip_version );
  38:	}
  39:	

echo-server-nofork-fdopen.c のecho_server()

  40:	void
  41:	echo_server( int portno, int ip_version )
  42:	{
  43:	    int acc,com ;
  44:	        acc = tcp_acc_port( portno, ip_version );
  45:	        if( acc<0 )
  46:	            exit( -1 );
  47:	        print_my_host_port( portno );
  48:	        while( 1 )
  49:	        {
  50:	            printf("[%d] accepting incoming connections (fd==%d) ...\n",getpid(),acc );
  51:	            if( (com = accept( acc,0,0 )) < 0 )
  52:	            {
  53:	                perror("accept");
  54:	                exit( -1 );
  55:	            }
  56:	            tcp_peeraddr_print( com );
  57:	            echo_receive_request_and_send_reply( com );
  58:	        }
  59:	}
  60:	

tcp_acc_port() は、引数で与えられたポート番号を使って接続要求受付用ポー トを作成し、そのファイル記述子(ソケット)を返す。 このファイル記述子は、クライアント側とは異なり、そまままでは通信に 用いることはできない。 print_my_host_port() は、telnet で接続する時のヒントを表示する。

サーバのプログラムの特徴は、内部に無限ループを持っていることである。 サーバは、普通の状態では、終了しない。

accept() は、接続要求を待つシステムコールである。クライアントから接続 が来るまで、システムコールを実行したまま止まっているように見える。接続 要求が届くと、TCP/IP通信路の開設され、通信用ポートのファイル記述子が返 される。このファイル記述子は、クライアント側と同様に 標準入出力(0,1,2)や open() システム・コールの結果と同じもので、 ファイルに対する write() システムコールや read() システムコールの第一引数とし て使うことができる。つまり、write() システムコールを使うと、ネットワー クに対してデータを送り出すことができ、read() システムコールを使うとネッ トワークからデータを受け取ることができる。最後に不要になったら close() で解放する。

tcp_peeraddr_print() を呼び出し、通信相手(peer)のIPアドレスとポート番号 を表示する。

最後に、echo_receive_request_and_send_reply() を呼び出し、その通信相手 についての処理を行う。

echo_receive_request_and_send_reply()

  61:	#define BUFFERSIZE      1024
  62:	
  63:	void
  64:	echo_receive_request_and_send_reply( int com )
  65:	{
  66:	    char line[BUFFERSIZE] ;
  67:	    int rcount ;
  68:	    int wcount ;
  69:	    FILE *in, *out ;
  70:	
  71:	        if( fdopen_sock(com,&in,&out) < 0 )
  72:	        {
  73:	            fprintf(stderr,"fdooen()\n");
  74:	            exit( 1 );
  75:	        }
  76:	        while( fgets(line,BUFFERSIZE,in) )
  77:	        {
  78:	            rcount = strlen( line );
  79:	            printf("[%d] received (fd==%d) %d bytes, [%s]\n",getpid(),com,rcount,line );
  80:	            fflush( stdout );
  81:	            fprintf(out,"%s",line );
  82:	        }
  83:	        printf("[%d] connection (fd==%d) closed.\n",getpid(),com );
  84:	        fclose( in );
  85:	        fclose( out );
  86:	}
  87:	

このプログラムでは、 クライアント側 と同様に fdopen_sock() を使って、通信可能なファイル記 述子 com から２つの FILE * を作成している。１つは、入力用、１つは出力 用である。その結果、 高水準入出力ライブラリ を使って通信が行えるようになっている。fprintf() で出力用の FILE * に書 き込むと、ネットワークに対してデータが送り出される。入力用の FILE * に fgets() を行うと、ネットワークからデータを受け取ることができる。

クライアントからの要求は、fgets() で読込んでいる。それを、サーバ側の端 末に printf() で表示している。fflush() は、printf() の内部のバッファ (stdoutのバッファ)に溜っているデータを書き出すものである。

クライアントには、fprintf() で結果を送り返している。こちらは、 fdopen_sock() でバッファリングを抑止しているのでfflush() は不要になって いる。

echo-server-nofork-fdopenの実行例

サーバ側。 サーバは、終了しないので、最後に、^C を押して、割り込みを掛け て終了させる。

注意：全員がポート番号 1231 を使うとプログラムが動かないことがある。

$ ls -l echo-server-nofork-fdopen.c  
ls: echo-server-nofork-fdopen.c: No such file or directory
                              # ファイルが存在しないことの確認
$ cp ~yas/syspro/ipc/echo-server-nofork-fdopen.c . 
$ ls -l echo-server-nofork-fdopen.c  
-rw-r--r--  1 yas  prof  5246  5 28 15:13 echo-server-nofork-fdopen.c
$ make echo-server-nofork-fdopen 
cc     echo-server-nofork-fdopen.c   -o echo-server-nofork-fdopen
$ ./echo-server-nofork-fdopen  
Usage: ./echo-server-nofork-fdopen portno {ipversion}
$ ./echo-server-nofork-fdopen 1231 
run telnet cosmos30(v6) 1231 
[3799] accepting incoming connections (fd==3) ...
[3799] connection (fd==4) from 130.158.86.170:49961
[3799] received (fd==4) 5 bytes, [abc
]
[3799] received (fd==4) 5 bytes, [def
]
[3799] received (fd==4) 5 bytes, [ghi
]
[3799] connection (fd==4) closed.
[3799] accepting incoming connections (fd==3) ...
^C
$ 

$ telnet cosmos30 1231 
Trying 130.158.86.170...
Connected to cosmos30.coins.tsukuba.ac.jp.
Escape character is '^]'.
abc
abc
def
def
ghi
ghi
^]
telnet> quit
Connection closed.
$ 

複数のクライアントに対するサービスの同時提供

複数のクライアントに対してサービスの同時に提供するには次のような方法が ある。

• クライアントごとに fork() でプロセスをコピーする。
• クライアントごとに スレッドを生成する。
• select() を用いて、複数の接続を監視し、データが届いたことを確認し てから読み込む。

HTTP

HTTPの要求(オプション付き)

GET /index.html HTTP/1.0←↓
←↓

GET /index.html HTTP/1.0←↓
Host: www.coins.tsukuba.ac.jp←↓
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; U; PPC Mac OS X 10_5_8; ja-jp) AppleWebKit/531.22.7 (KHTML, like Gecko) Version/4.0.5 Safari/531.22.7←↓
Accept: application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5←↓
Accept-Language: ja-jp←↓
Accept-Encoding: gzip, deflate←↓
Connection: keep-alive←↓
←↓

HTTP の応答としては、最低限次のような行が期待される。

HTTP/1.0 200 OK←↓
Content-Type: text/html←↓
←↓
<html><head></head><body>hello.</body></html>↓

http-server

http-server.c

http-server.c のmain()

   1:	
   2:	/*
   3:	        http-server-.c -- 常に同じ内容を返す HTTP サーバ(forkなし版)
   4:	        ~yas/syspro/ipc/http-server.c
   5:	        Created on: 2002/06/03 00:48:43
   6:	*/
   7:	#include <stdio.h>
   8:	#include <stdlib.h>     /* exit() */
   9:	#include <sys/types.h>  /* socket(), wait4() */
  10:	#include <sys/socket.h> /* socket() */
  11:	#include <netinet/in.h> /* struct sockaddr_in */
  12:	#include <sys/resource.h> /* wait4() */
  13:	#include <sys/wait.h>   /* wait4() */
  14:	#include <netdb.h>      /* getnameinfo() */
  15:	#include <string.h>     /* strlen() */
  16:	
  17:	extern  void http_server( int portno, int ip_version );
  18:	extern  void http_receive_request_and_send_reply( int com );
  19:	extern  int  http_receive_request( FILE *in );
  20:	extern  int  http_send_reply( FILE *out );
  21:	extern  int  http_send_reply_bad_request( FILE *out );
  22:	extern  void print_my_host_port_http( int portno );
  23:	extern  void tcp_peeraddr_print( int com );
  24:	extern  void sockaddr_print( struct sockaddr *addrp, socklen_t addr_len );
  25:	extern  int  tcp_acc_port( int portno, int ip_version );
  26:	extern  int  fdopen_sock( int sock, FILE **inp, FILE **outp );
  27:	extern  char *chomp( char *str );
  28:	
  29:	main( int argc, char *argv[] )
  30:	{
  31:	    int portno, ip_version;
  32:	        if( !(argc == 2 || argc==3) ) {
  33:	            fprintf(stderr,"Usage: %s portno {ipversion}\n",argv[0] );
  34:	            exit( 1 );
  35:	        }
  36:	        portno = strtol( argv[1],0,10 );
  37:	        if( argc == 3 )
  38:	            ip_version = strtol( argv[2],0,10 );
  39:	        else
  40:	            ip_version = 4; /* IPv4 by default */
  41:	        http_server( portno,ip_version );
  42:	}
  43:	

http-server.c のhttp_server()

  44:	void
  45:	http_server( int portno, int ip_version )
  46:	{
  47:	    int acc,com ;
  48:	        acc = tcp_acc_port( portno, ip_version );
  49:	        if( acc<0 )
  50:	            exit( -1 );
  51:	        print_my_host_port_http( portno );
  52:	        while( 1 )
  53:	        {
  54:	            printf("[%d] accepting incoming connections (fd==%d) ...\n",getpid(),acc );
  55:	            if( (com = accept( acc,0,0 )) < 0 )
  56:	            {
  57:	                perror("accept");
  58:	                exit( -1 );
  59:	            }
  60:	            tcp_peeraddr_print( com );
  61:	            http_receive_request_and_send_reply( com );
  62:	        }
  63:	}
  64:	

echo-server-nofork-fdopen.cのecho_server()とほとんど同じ。違いは、次の所だけ。

• print_my_host_portp() が print_my_host_port_http() になっている。
• 最後に http_receive_request_and_send_reply() を呼んでいる。

http-server.c の http_receive_request_and_send_reply()

  65:	#define BUFFERSIZE      1024
  66:	
  67:	void
  68:	http_receive_request_and_send_reply( int com )
  69:	{
  70:	    FILE *in, *out ;
  71:	    int err ;
  72:	        if( fdopen_sock(com,&in,&out) < 0 )
  73:	        {
  74:	            fprintf(stderr,"fdooen()\n");
  75:	            exit( 1 );
  76:	        }
  77:	        if( http_receive_request( in ) )
  78:	        {
  79:	            http_send_reply( out );
  80:	        }
  81:	        else
  82:	        {
  83:	            http_send_reply_bad_request( out );
  84:	        }
  85:	        printf("[%d] Replied\n",getpid() );
  86:	        fclose( in );
  87:	        fclose( out );
  88:	}
  89:	

http_receive_request() を呼び出し、HTTP で要求を受け取っている。 もしエラーがなければ、http_send_reply() を呼び出し、HTTP で OK の応答を送信する。 エラーが有れば、http_send_reply_bad_request() を呼び出し、エラーの 応答を送信する。

http-server.c の http_receive_request()

  90:	int
  91:	http_receive_request( FILE *in )
  92:	{
  93:	    char requestline[BUFFERSIZE] ;
  94:	    char rheader[BUFFERSIZE] ;
  95:	        
  96:	        if( fgets(requestline,BUFFERSIZE,in) <= 0 )
  97:	        {
  98:	            printf("No request line.\n");
  99:	            return( 0 );
 100:	        }
 101:	        chomp( requestline ); /* remove \r\n */
 102:	        printf("requestline is [%s]\n",requestline );
 103:	        if( strchr(requestline,'<') ||
 104:	            strstr(requestline,"..") )
 105:	        {
 106:	            printf("Dangerous request line found.\n");
 107:	            return( 0 );
 108:	        }
 109:	
 110:	        while( fgets(rheader,BUFFERSIZE,in) )
 111:	        {
 112:	            chomp( rheader ); /* remove \r\n */
 113:	            if( strcmp(rheader,"") == 0 )
 114:	                break;
 115:	            printf("Ignored: %s\n",rheader );
 116:	        }
 117:	        return( 1 );
 118:	}
 119:	

http_receive_request() は、まず、HTTPの要求の最初の行(request line)を fgets() で読み込む。 次に、chomp() で行末の改行 \n や \r を取り除く。

要求行の内容に対して簡単なエラーチェックをしている。次のような パタンが含まれるとエラーにしている。

• 文字< が現れる
• 文字列".." が現れる

最初の要求行に続き、オプションの行を読み出している。 オプションの最後は、空行で終わる。 空行が来るまで、オプションの行を読み出す。

このプログラムでは、オプションを一切使用していない。しかし、HTTP の要求 で送られてきた要求を全て読み出している。プロトコル上、必ず読み出す必要 がある。

http-server.c の http_send_reply()

 120:	int
 121:	http_send_reply( FILE *out )
 122:	{
 123:	        fprintf(out,"HTTP/1.0 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n");
 124:	        fprintf(out,"<html><head></head><body>hello.</body></html>\n");
 125:	}
 126:	

http_send_reply() は、HTTPのヘッダと本体を出力している。 ヘッダは、status line に Content-Typeが続く。 空行以降が本体である。

本体では、HTMLの文書を出力している。

http-server.c の http_send_reply_bad_request()

 127:	int
 128:	http_send_reply_bad_request( FILE *out )
 129:	{
 130:	        fprintf(out,"HTTP/1.0 400 Bad Request\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n");
 131:	        fprintf(out,"<html><head></head><body>400 Bad Request</body></html>\n");
 132:	}
 133:	

http_send_reply_bad_request() は、HTTPのヘッダと本体を出力している。 ヘッダは、status line (エラー)に Content-Typeが続く。 空行以降が本体である。

本体では、HTMLの文書を出力している。

http-serverの実行例

サーバ側。 サーバは、終了しないので、最後に、^C を押して、割り込みを掛け て終了させる。

注意：全員がポート番号 1231 を使うとプログラムが動かないことがある。

$ ls -l http-server.c 
ls: http-server.c: No such file or directory
$ cp ~yas/syspro/ipc/http-server.c . 
$ ls -l http-server.c 
-rw-r--r--  1 yas  prof  6549  5 28 15:29 http-server.c
$ make http-server 
cc     http-server.c   -o http-server
$ ./http-server  
Usage: ./http-server portno {ipversion}
$ ./http-server 1231 4 
open http://cosmos30(v6):1231/index.html
[3825] accepting incoming connections (fd==3) ...
[3825] connection (fd==4) from 130.158.83.140:58779
requestline is [GET /index.html HTTP/1.1]
Ignored: Host: cosmos30.coins.tsukuba.ac.jp:1231
Ignored: User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.7; rv:12.0) Gecko/20100101 Firefox/12.0
Ignored: Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Ignored: Accept-Language: ja,en-us;q=0.7,en;q=0.3
Ignored: Accept-Encoding: gzip, deflate
Ignored: Connection: keep-alive
[3825] Replied
[3825] accepting incoming connections (fd==3) ...
[3825] connection (fd==4) from 130.158.83.140:58780
requestline is [GET /favicon.ico HTTP/1.1]
Ignored: Host: cosmos30.coins.tsukuba.ac.jp:1231
Ignored: User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.7; rv:12.0) Gecko/20100101 Firefox/12.0
Ignored: Accept: image/png,image/*;q=0.8,*/*;q=0.5
Ignored: Accept-Language: ja,en-us;q=0.7,en;q=0.3
Ignored: Accept-Encoding: gzip, deflate
Ignored: Connection: keep-alive
[3825] Replied
[3825] accepting incoming connections (fd==3) ...
[3825] connection (fd==4) from 130.158.83.140:58781
requestline is [GET /favicon.ico HTTP/1.1]
Ignored: Host: cosmos30.coins.tsukuba.ac.jp:1231
Ignored: User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.7; rv:12.0) Gecko/20100101 Firefox/12.0
Ignored: Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Ignored: Accept-Language: ja,en-us;q=0.7,en;q=0.3
Ignored: Accept-Encoding: gzip, deflate
Ignored: Connection: keep-alive
[3825] Replied
[3825] accepting incoming connections (fd==3) ...
^C
$ 

$ open http://cosmos30:1231/index.html 

Javaによるechoサーバ

echoサーバの細かい所

print_my_host_port()

tcp_peeraddr_print()

sockaddr_print()

tcp_acc_port()

fdopen_sock()

http-serverの細かい所

http-server.c の print_my_host_port_http()

http-server.c のtcp_peeraddr_print()

http-server.c のsockaddr_print()

http-server.c のtcp_acc_port()

http-server.c のfdopen_sock()

chomp()

練習問題

練習問題(701) echo-serverのコンパイルと実行

• telnet
• echo-client-fdopen-one.c

練習問題(702) http-serverのコンパイルと実行

• Web ブラウザ(Firefox, Safari, その他)
• telnet
• wcat (練習問題(605) テキストを扱うHTTPクライアント)

• 最初の行(requestline is [...])
• 無視されたヘッダのオプション行(Ignored: ...)

練習問題(703) HTTPサーバの要求解析

$ cp ~yas/syspro/ipc/http-request-analyze.c . 
$ emacs http-request-analyze.c 
$ cc http-request-analyze.c -o http-request-analyze 
$ ./http-request-analyze < ~syspro/public_html/2013/2013-05-29/http-good-request.txt 
filename is [/index.html]
$ 

1. stdin から fgets() で 1 行読み込む。行末の \r や \n や \r\n を削除する。 chomp()を使うと便利である。
2. 最初の行を保存する。
3. 2行目以降、空行が出てくるまで読み捨てる。
4. 空行が出てくれば、ループを抜け、保存してある最初の行を解析する。

• 語数が少ない

  $ ./http-request-analyze < ~syspro/public_html/2013/2013-05-29/http-bad-request-1.txt 
  Bad Request.
  $ 
  

• 語数が多い、空白(区切り)が含まれていない。

  $ ./http-request-analyze < ~syspro/public_html/2013/2013-05-29/http-bad-request-2.txt 
  Bad Request.
  $ 
  

• 最初の語が "GET" ではない。

  $ ./http-request-analyze < ~syspro/public_html/2013/2013-05-29/http-bad-request-3.txt 
  Bad Request.
  $ 
  

なお、この課題は、HTTP の要求を標準入力(stdin)から読むが、ネットワーク 通信を一切行わない。

この課題を行う場合、次のファイルに含まれる関数を利用してもよい。

• ~yas/syspro/string/string-split.c

int string_split( char *str, char del, int *countp, char ***vecp )

文字列 str を、区切り文字 del で分解する。 結果を、countp と vecp に返す。 ここで、count と vec は、 main() の引数の argc, argv と同じ形式になっている。

void free_string_vector( int count, char **vec )

string_split() で得た vec のメモリを解放する。

    int count;
    char **vec;
    int i ;
        str = "GET /index.html HTTP/1.0";
	if( string_split( str, ' ', &count, &vec ) < 0 )
	{
	    perror("string_split-malloc");
	    exit( 1 );
	}
	for( i=0 ; i< count; i++ )
	    printf("%d: %s\n", i, vec[i] );
	free_string_vector( count, vec );

練習問題(704) HTTPサーバの応答(テキスト版)

$ cp ~yas/syspro/ipc/http-response.c . 
$ emacs http-response.c 
$ cc http-response.c -o http-response 
$ ./http-response /index.html 
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: text/html

<HTML>
中略
</HTML>
$ 

• 特定のディレクトリ(たとえば ~/public_html)以下のファイルし かアクセスできないようにすること。それには、ファイルを開く(open(), fopen())時に、頭に 環境変数 HOME の値と "/public_html" を snprintf() 等 で付加する方法がある。環境変数は、 ライブラリ関数 getenv() を使うと入手できる。

  char *home;
       home = getenv("HOME");
       ...
  

  他の方法としては、プログラムの中に定数として埋め込む方法が考えられる。 なお、「~」 は、open() システム・ コールや fopen() ライブラリ関数では使えない。「~」 は、シェルや emacs が独自にホーム・ディレクトリを調べて置き換えている。
• ファイルが存在(fopen() に成功) すれば、"HTTP/1.0 200 OK＜以下省略＞" を、ファイルが存在しなけれ ば、"HTTP/1.0 404 Not Found＜以下省略＞" を返す。
• ファイルが存在する場合、次の型(Content-Type:)を扱えるようにする。

  Content-Type:	拡張子
  text/html	.html
  text/plain	.txt
  text/plain	.text

• その他の拡張子のファイルが指定された場合には、Content-Type: とし て、application/octet-stream を返してよい。
• 複数の拡張子が付いていた場合は、末尾のものを利用しなさい。たとえば、 "file.html.txt" の場合は、".txt" を拡張子として扱いなさい。

1. main() の引数 argv[1] をファイル名とする。
2. 1. のファイル名、環境変数 HOME、"/public_html" からファイル名を作 成する。snprinf() を用いると便利である。(strcat() は用いないこと。)
3. ファイルを fopen() で開く。成功すれば、次の処理を行う。
   1. "HTTP/1.0 200 OK\r\n" の行を fprintf() で stdout に出力する。
   2. Content-Type: の行を fprintf() で stdout に出力する。 拡張子の取り出しには、strrchr()、比較には、strcmp() を使う方法がある。 strstr() では、複数の拡張子に対応できない場合が多いので注意すること。
   3. 空行を fprintf() で stdout に出力する。
   4. ファイルの内容をを fread() し、stdout に対して fwrite() で出力する。 ファイルの末尾まで繰り返す。 fread() と fwrite() の使い方については、 前半の資料 を参考にしなさい。 なお、この課題では、対象がテキストだけなので、fgets() と fprintf() を 使ってもよい。バイナリを扱う時には、fgets() と fprintf() では不十分である。
   5. fclose() でファイルを閉じる。
4. ファイルを fopen() で失敗すれば、次の処理を行う。
   1. "HTTP/1.0 404 Not Found\r\n" の行を fprintf() で stdout に出力する。
   2. "Content-Type: text/html"の行を fprintf() で stdout に出力する。
   3. 空行を fprintf() で stdout に出力する。
   4. HTML でエラー・メッセージを fprintf() で stdout に出力する。

なお、この課題は、HTTP の応答を画面(stdout)に出力するが、ネットワーク通 信を一切行わない。

URL としてディレクトリ名が指定された場合、Apache 等の HTTP サーバは、そ のディレクトリにある特定のファイルが指定されたものとして扱う。たとえば、 "/" という URL が与えられた時には "/index.html", "/dir/" ならば "/dir/index.html" が指定されたものとして扱う。この課題では、この機能を 実装しなくてもよい。ディレクトリ名が指定された場合には、エラーにしても よい。また、Apache と同様に特定のファイル名が指定されたものとして扱って もよい。 この課題では、ディレクトリかどうかの判定は不要であるが、判定したい場合 には stat() システム・コールを使う方法がある。

練習問題(705) HTTPサーバの応答(バイナリ版)

練習問題(704) を拡張して、 バイナリ・ファイルを扱えるようにしなさい。 次の型(Content-Type:)を扱えるようにしなさい。

Content-Type:	拡張子
text/html	.html
text/plain	.txt
image/gif	.gif
image/jpeg	.jpeg
image/png	.png

バイナリの場合、実行結果を端末に表示すると画面には意味不明のデータが出 力されることになる。正しく動作していることを示すには、標準出力をファイ ルに保存して、その一部を示したり、元のファイルや結果のファイルのバイト 数を示すとよい。

$ ./http-response /picture.jpeg > result.data 
$ head -3 result.data 
（最初の3行が表示される）
$ head -3 result.data | wc 
$ ls -l result.data 
$ ls -l ~/public_html/picture.jpeg 

練習問題(706) HTTPサーバ

まず、 練習問題(703) を実施しなさい。 次に、 練習問題(704) 、および、 練習問題(705) を実施しなさい。 そして、その時作成した関数を用いて、HTTP サーバを作成しなさい。 この課題を行う場合、http-server.c に含まれる関数を利用してもよい。

実際の WWW ブラウザ (Firefoxなど)で、動作を確認しなさい。telnet だけで は、きちんと HTTP のプロトコルに従っているか確認できないので、不十分で ある。

練習問題(707) IPアドレスによるアクセス制御が可能なHTTPサーバ

練習問題(708) ドメイン名によるアクセス制御が可能なHTTPサーバ

練習問題(709) 名前ベースの仮想ホストに対応したHTTPサーバ

Firefox 等で試す時には、ホスト名として、次のようなものを利用する。

• 長い名前。例: cosmos10.coins.tsukuba.ac.jp
• 短い名前。例: cosmos10
• ローカルホスト。localhost

練習問題(710) カレンダを表示するHTTPサーバ

GET /?month=6&year=2013 HTTP/1.0

このサーバを実行するための HTML の form を用意しなさい。

実際の WWW ブラウザ (Firefoxなど)で、動作を確認しなさい。telnet だけで は、きちんと HTTP のプロトコルに従っているか確認できないので、不十分で ある。

練習問題(711) CGIが実行可能なHTTPサーバ

実際の WWW ブラウザ (Firefoxなど)で、動作を確認しなさい。telnet だけで は、きちんと HTTP のプロトコルに従っているか確認できないので、不十分で ある。

練習問題(712) spipe-last

クライアントから送られてくるデータを、コマンドの標準入力に接続して実行 するプログラムを作りなさい。たとえば、次のようなコマンドを実行すること を考える。

% ./spipe-last 1231 head -5 
＜クライアントから送られてきた文字列のうち、先頭の５行だけがサーバの画面に表示される＞
% 

クライアントとしては、telnet を用いてもよい。 または、以下の spipe-first を用いることもできる。

この課題では、fork() を行わないことを推奨する。 TCP/IP なら本来双方向で使えるが、この練習問題では単方向だけを 使うことで、パイプの機能を代替する。

また、fork() とパイプを使う実現方法もある。コマンドを実行するする時に fork() して実行し、その標準入力をパイプにして、TCP/IP で受け取ったデー タをパイプに書き込んでもよい。

練習問題(713) spipe-first

% ./spipe-first hostname port ls -l 

この課題では、spipe-last と同様に、fork() を行わないことを推奨する。

練習問題(714) spipe-middle

% ./spipe-middle myport serverhost serverport sort +4 

練習問題(715) spipeでのクライアントとサーバの入れ替え

練習問題(716) fingerサーバ

finger サーバを作成しなさい。これは、受け取った文字列を引数にして、 finger コマンドを実行するとよい。そして、実行結果を、接続先に返すよう にするとよい。

finger コマンドのプロセスと finger サーバの間は、パイプで接続しなさい。 今までの例題で利用した方法を組み合わせることで実現することができるはず である（pipe(),fork(),dup(),close(),execve()など）。popen() ライブラリ 関数を利用してもよい。

finger コマンドのプロセスと finger サーバ間をパイプで結ぶ代わりに、 finger コマンドを exec する前に、配管工事をして、標準出力(1)をTCP/IPの ストリームに接続する方法もある。

受け取った文字列をそのまま popen() や system() などに渡すのは危険である。 というのも、これらの引数は、シェル(/bin/sh)が解釈するからである。 popen() や system() を使う場合には、 finger コ マンドが受付けるのに相応しいもの( isalpha() や isdigit() の並び)かどう かを検査しなさい。もし、シェルが解釈する特殊な文字列(|;<> など)が含まれていると、意図しないプログラムが実行させられることがある。

fork() や execve() を用いて直接 /usr/bin/finger を実行する方法はシェル を経由しないので、比較的安全である。

getpwnam() ライブラリ関数や utmp ファイルを用いて、finger コマンドと似たような 動きを実現してもよい。

練習問題(717) HTTP Proxy

HTTP proxy 作りなさい。次の機能を、１つ以上付けなさい。

• アクセス制御。特定のホストからしかつながらないようにする。
• フィルタリング。内容の加工を行う。
• キャッシング。一度サーバから得た内容をファイルに保存し、 ２回目からはそれを使う。

練習問題(718) サーバ自由課題

練習問題(719) IPアドレスをホスト名に逆変換する

上の tcp_peeraddr_print() は、IP アドレスを数字で表示していた。 これを、ホスト名で表示するようにしなさい。

練習問題(720) utmpの内容を表示するHTTPサーバ

実際の WWW ブラウザ (Firefoxなど)で、動作を確認しなさい。telnet だけで は、きちんと HTTP のプロトコルに従っているか確認できないので、不十分で ある。

練習問題(721) ディレクトリの内容を表示するHTTPサーバ

実際の WWW ブラウザ (Firefoxなど)で、動作を確認しなさい。telnet だけで は、きちんと HTTP のプロトコルに従っているか確認できないので、不十分で ある。