C でのソケットプログラミング

ソケットプログラミングとは何ですか?

ソケットプログラミングは、ネットワーク上の 2 つのノードを接続して相互に通信する方法です。 1 つのソケット (ノード) は IP の特定のポートで待機し、もう 1 つのソケットは他のソケットに接続して接続を形成します。クライアントがサーバーに接続している間、サーバーはリスナーソケットを形成します。

サーバーおよびクライアントモデルの状態図

ソケットのサーバーおよびクライアントモデルの状態図

サーバーの段階

サーバーは次の手順で作成されます。

Javaクラスの例

1. ソケットの作成

int sockfd = socket(domain, type, protocol)>

2. セットソコプト

これは、ファイル記述子 sockfd によって参照されるソケットのオプションを操作するのに役立ちます。これは完全にオプションですが、アドレスとポートの再利用に役立ちます。アドレスがすでに使用されているなどのエラーを防ぎます。

int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);>

3.バインド

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);>

ソケットの作成後、バインド関数はソケットを addr(カスタムデータ構造) で指定されたアドレスとポート番号にバインドします。コード例では、サーバーをローカルホストにバインドするため、INADDR_ANY を使用して IP アドレスを指定します。

4. 聞く

int listen(int sockfd, int backlog);>

サーバーソケットをパッシブモードにし、クライアントが接続を確立するためにサーバーに近づくのを待ちます。バックログは、sockfd の保留中の接続のキューが増加する最大長を定義します。キューがいっぱいのときに接続要求が到着すると、クライアントは ECONNREFUSED を示すエラーを受け取ることがあります。

5. 同意する

int new_socket= accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);>

これは、リッスンしているソケット sockfd の保留中の接続のキューにある最初の接続要求を抽出し、新しい接続されたソケットを作成し、そのソケットを参照する新しいファイル記述子を返します。この時点で、クライアントとサーバー間の接続が確立され、データを転送できる状態になります。

クライアントの段階

1. ソケット接続: サーバーのソケット作成と全く同じ

2. 接続します。 connect() システムコールは、ファイル記述子 sockfd によって参照されるソケットを addr によって指定されたアドレスに接続します。 addrにはサーバーのアドレスとポートを指定します。

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);>

実装

ここでは、クライアント/サーバーモデルを示すために、サーバーとクライアントの間で 1 つの hello メッセージを交換しています。

サーバーを作成する C プログラム

サーバー.c

C

// Server side C program to demonstrate Socket> // programming> #include> #include> #include> #include> #include> #include> #define PORT 8080> int> main(>int> argc,>char> const>* argv[])> {> >int> server_fd, new_socket;> >ssize_t valread;> >struct> sockaddr_in address;> >int> opt = 1;> >socklen_t addrlen =>sizeof>(address);> >char> buffer[1024] = { 0 };> >char>* hello =>'Hello from server'>;> >// Creating socket file descriptor> >if> ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) <0) {> >perror>(>'socket failed'>);> >exit>(EXIT_FAILURE);> >}> >// Forcefully attaching socket to the port 8080> >if> (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET,> >SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt,> >sizeof>(opt))) {> >perror>(>'setsockopt'>);> >exit>(EXIT_FAILURE);> >}> >address.sin_family = AF_INET;> >address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;> >address.sin_port = htons(PORT);> >// Forcefully attaching socket to the port 8080> >if> (bind(server_fd, (>struct> sockaddr*)&address,> >sizeof>(address))> ><0) {> >perror>(>'bind failed'>);> >exit>(EXIT_FAILURE);> >}> >if> (listen(server_fd, 3) <0) {> >perror>(>'listen'>);> >exit>(EXIT_FAILURE);> >}> >if> ((new_socket> >= accept(server_fd, (>struct> sockaddr*)&address,> >&addrlen))> ><0) {> >perror>(>'accept'>);> >exit>(EXIT_FAILURE);> >}> >valread = read(new_socket, buffer,> >1024 - 1);>// subtract 1 for the null> >// terminator at the end> >printf>(>

'%s
'>

, buffer);> >send(new_socket, hello,>strlen>(hello), 0);> >printf>(>

'Hello message sent
'>

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クライアントを作成するCプログラム

client.c

Cで配列の長さを取得する

C

// Client side C program to demonstrate Socket> // programming> #include> #include> #include> #include> #include> #define PORT 8080> int> main(>int> argc,>char> const>* argv[])> {> >int> status, valread, client_fd;> >struct> sockaddr_in serv_addr;> >char>* hello =>'Hello from client'>;> >char> buffer[1024] = { 0 };> >if> ((client_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) <0) {> >printf>(>

'
 Socket creation error 
'>

);> >return> -1;> >}> >serv_addr.sin_family = AF_INET;> >serv_addr.sin_port = htons(PORT);> >// Convert IPv4 and IPv6 addresses from text to binary> >// form> >if> (inet_pton(AF_INET,>'127.0.0.1'>, &serv_addr.sin_addr)> ><= 0) {> >printf>(> >

'
Invalid address/ Address not supported 
'>

);> >return> -1;> >}> >if> ((status> >= connect(client_fd, (>struct> sockaddr*)&serv_addr,> >sizeof>(serv_addr)))> ><0) {> >printf>(>

'
Connection Failed 
'>

);> >return> -1;> >}> >send(client_fd, hello,>strlen>(hello), 0);> >printf>(>

'Hello message sent
'>

);> >valread = read(client_fd, buffer,> >1024 - 1);>// subtract 1 for the null> >// terminator at the end> >printf>(>

'%s
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, buffer);> >// closing the connected socket> >close(client_fd);> >return> 0;> }>

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出力

Client:Hello message sent Hello from server Server:Hello from client Hello message sent>

コンパイル中

gcc client.c -o client gcc server.c -o server>

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